如何使用 M031/M032 系列微控制器 （MCU） 读取触摸屏信号并分析手指触摸的位置？

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要使用 M031/M032 系列微控制器 读取触摸屏信号并分析手指位置，需结合触摸屏硬件（如电阻式或电容式）和 MCU 的 ADC（模数转换器）功能。以下是详细步骤和代码示例：

1. 硬件连接

假设使用 4 线电阻触摸屏（常见类型）：

• 触摸屏引脚：XP（X+）、XN（X-）、YP（Y+）、YN（Y-）


• 连接至 MCU：
  
  
  
  • XP → ADC 输入引脚（如 PB0）
  
  
  • XN → 数字输出引脚（如 PB1）
  
  
  • YP → ADC 输入引脚（如 PB2）
  
  
  • YN → 数字输出引脚（如 PB3）
  
  

2. 测量原理

• X 坐标测量：
  
  
  
  • 驱动 XP = 高电平，XN = 低电平（形成 X 方向电场）
  
  
  • 从 YP 读取 ADC 值（电压与 X 位置成正比）
  
  


• Y 坐标测量：
  
  
  
  • 驱动 YP = 高电平，YN = 低电平（形成 Y 方向电场）
  
  
  • 从 XP 读取 ADC 值（电压与 Y 位置成正比）
  
  

3. 代码实现（基于 NuMicro SDK）

a. 初始化 GPIO 和 ADC

#include "NuMicro.h"



// 引脚定义

#define XP_PIN     PB0

#define XN_PIN     PB1

#define YP_PIN     PB2

#define YN_PIN     PB3



void ADC_Init(void) {

    // 启用 ADC 时钟

    CLK_EnableModuleClock(ADC_MODULE);



    // 配置 ADC 时钟分频（PCLK / 255）

    CLK_SetModuleClock(ADC_MODULE, CLK_CLKSEL1_ADCSEL_PCLK0, CLK_CLKDIV0_ADC(255));



    // 初始化 ADC

    ADC_Open(ADC, ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, 0);

    ADC_ENABLE_INT(ADC, ADC_ADF_INT); // 启用中断（可选）

    ADC_SET_DMOF(ADC, 0); // 右对齐数据

}



void GPIO_Init(void) {

    // 配置 XP/XN/YP/YN 引脚

    GPIO_SetMode(PB, BIT0, GPIO_MODE_INPUT); // XP 初始为高阻输入

    GPIO_SetMode(PB, BIT1, GPIO_MODE_OUTPUT); // XN 为输出

    GPIO_SetMode(PB, BIT2, GPIO_MODE_INPUT); // YP 初始为高阻输入

    GPIO_SetMode(PB, BIT3, GPIO_MODE_OUTPUT); // YN 为输出

}

b. X 坐标测量函数

uint32_t Read_Touch_X(void) {

    // 设置 X 方向电场

    GPIO_SetMode(PB, BIT0, GPIO_MODE_OUTPUT);

    GPIO_SetMode(PB, BIT2, GPIO_MODE_INPUT); // YP 作为 ADC 输入



    PB0 = 1; // XP = 高电平

    PB1 = 0; // XN = 低电平

    PB3 = 1; // YN 悬空（高阻态）



    ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);

    ADC_ENABLE_ADC(ADC); // 启动 ADC

    ADC_START_CONV(ADC); // 开始转换



    while(ADC_GET_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT) == 0); // 等待转换完成

    uint32_t x_value = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 0); // 读取 ADC 值

    return x_value;

}

c. Y 坐标测量函数

uint32_t Read_Touch_Y(void) {

    // 设置 Y 方向电场

    GPIO_SetMode(PB, BIT2, GPIO_MODE_OUTPUT);

    GPIO_SetMode(PB, BIT0, GPIO_MODE_INPUT); // XP 作为 ADC 输入



    PB2 = 1; // YP = 高电平

    PB3 = 0; // YN = 低电平

    PB1 = 1; // XN 悬空（高阻态）



    ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);

    ADC_ENABLE_ADC(ADC);

    ADC_START_CONV(ADC);



    while(ADC_GET_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT) == 0);

    uint32_t y_value = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 0);

    return y_value;

}

d. 主循环（获取坐标）

int main(void) {

    SYS_Init(); // 系统初始化

    ADC_Init();

    GPIO_Init();



    while(1) {

        uint32_t x_adc = Read_Touch_X();

        uint32_t y_adc = Read_Touch_Y();



        // 转换为实际坐标（需校准）

        // uint16_t x = (x_adc * SCREEN_WIDTH) / ADC_MAX;

        // uint16_t y = (y_adc * SCREEN_HEIGHT) / ADC_MAX;



        CLK_SysTickDelay(100000); // 延时防抖

    }

}

4. 关键注意事项

1. 
   

   防抖处理：

   
   
   
   
   • 连续采样 3~5 次取平均，避免噪声干扰。
   
   
   • 添加延时（如 CLK_SysTickDelay(100)）稳定电压。
   
   
   
   


2. 
   

   校准：

   
   
   
   
   • 读取触摸屏边缘的 ADC 值（如 X_min、X_max）。
   
   
   • 使用线性插值转换坐标：
     

     uint16_t x = (x_adc - X_min) * SCREEN_WIDTH / (X_max - X_min);

   
   
   
   


3. 
   

   触摸检测：

   
   
   
   
   • 增加压力检测（如测量 Z 轴电阻值）。
   
   
   • 若 ADC 值接近 0 或最大值，视为无触摸。
   
   
   
   


4. 
   

   电容触摸屏：

   
   
   
   
   • 需专用电容触摸 IC（如 FT6x06），通过 I²C 读取坐标。
   
   
   • 示例代码：
     

     I2C_WriteByte(I2C_PORT, TOUCH_ADDR, REG_READ_COORD);
     
     uint8_t buf[4];
     
     I2C_ReadMultiBytes(I2C_PORT, TOUCH_ADDR, buf, 4); // 读取 X/Y 坐标

   
   
   
   

5. 优化建议

• 中断模式：配置触摸中断引脚（若有），替代轮询节省功耗。


• 低功耗：空闲时关闭触摸驱动电压。


• 滤波算法：使用中值滤波或滑动窗口平滑 ADC 数据。

通过上述步骤，即可在 M031/M032 上实现触摸屏位置检测。实际应用中需根据触摸屏规格书调整驱动逻辑和参数。