【RA-Eco-RA6M4开发板评测】移植gt911的触摸驱动

RA6M4驱动****GT911

在我使用的TFT—LCD屏中的触摸屏为GT911。

【原理图】

GT911---- IO
SCL ----400
SDA ----401
RST ----700
INT ----701

一、【GT911 I2C 地址】

GT911根据初始化的时序有两个地址。

GT911 的 I2C 从机地址由硬件引脚状态决定：

默认地址：0x5D（上电时 INT 引脚为低电平）。

备用地址：0x14（上电时 INT 引脚为高电平）。

硬件设计注意：地址选择与 RST 和 INT 引脚的连接方式相关，需确保引脚电平符合预期。

二、初始化

1、第一步，GT9xx的IIC地址选择

GT9 系列在通信中始终作为从设备，其I2C设备地址由7 位设备地址加1 位读写控制位组成，高7 位为地址，bit 0为读写
控制位。GT9 系列有两个从设备地址可供选择：

设置方法为：

把RST、INT引脚配置为输出模式。

A、把RST、INT拉低，延时10ms，把INT拉高，延时100us，把RST拉高，就可以把IIC地址设为0x28/0x29

B、把RST、INT拉低，延时10ms，把RST拉高，就可以把IIC地址设为0xBA/0xBB

2、第二步

把INT设置为悬浮输入模式（如果要用外部中断检测INT，也要在这里配置好），RST保持拉高输出。

3、第三步

更新GT9xx寄存器配置，如果不需要更新，可以直接跳过。

1）、往控制命令寄存器（0x8040）写入2，软复位GT9xx。

2）、把寄存器配置数组写入（0x8047-0x8100），一共186个寄存器，这些寄存器的功能可以查看数据手册。需要注意的是：

A，0X8047寄存器用于指示配置文件版本号，程序写入的版本号，必须大于等于GT9xx本地保存的版本号，才可以更新配置，否则当前写入配置无效。

B，0X80FF寄存器用于存储校验和，使得0X8047-0X80FF之间所有数据之和为0，如果校验不通过，当前配置无效。

C，0X8100用于控制是否将配置保存在本地，写0，则不保存配置，写1则保存配置。

3）、往控制命令寄存器（0x8040）写入0，结束软复位。

4、完成初始化过程。

三、读取触摸点坐标值

当有触摸发生时，GT9xx会有3个提示：

1、INT会输出上升沿或下降沿信号。

2、状态寄存器0x814E的最高位（buffer状态位）的值变为1，表示数据已准备好。

3、状态寄存器0x814E的低4位的值会变为触摸点个数，提示有多少个点被按
读完坐标后，要把0x814E寄存器清为0，表示坐标点已读。否则GT9xx会一直输出INT信号，不继续检测触摸。切记！

因此对应的，我们有3种读取方法：

1、轮询读取0x814E寄存器的值，如果最高位（buffer状态位）的值变为1，则依照低4位来读取相应个数的坐标值，读完后把0x814E寄存器清为0。如果最高位为0，则退出，继续下一次检测。

2、使用INT中断，当有触摸发生，INT输出信号触发外部中断。在中断服务程序中读取0x814E的低4位得到触摸点数，再去读取相应个数的坐标值，读完后把0x814E寄存器清为0。

四、RASC配置

根据原理图的设计，在原有的LVGL的工程中进行配置

1、配置Pin

打开工程的RASC配置方法如下：

2、添加stacks的r_master_iic

添加一个stacks，在其属性中选择通道为0，地址为0x14，并填写IIC的回调函数。

然后生成工程。

3、RST、INT配置

配置P700、P701为普通输出模式

4、配置IIC两条IO为内部上拉

由于选择默认的IIC的IO配置，电平上拉不了，因此需要配置他的IO如下：

五、代码编写

1、添加GT911.h到工程中：

#ifndef GT911_H
#define GT911_H
​
/***********************************************************************************************************************
 * Includes
 **********************************************************************************************************************/
#include "hal_data.h"
#include <stdio.h>
​
/**********************************************************************************************************************
 * Macro definitions
 **********************************************************************************************************************/
#define TOUCH_POINT_TOTAL           (5)     /* 此芯片最多支持五点触控 */
​
/**********************************************************************************************************************
 * Typedef definitions
 **********************************************************************************************************************/
typedef enum
{
    TP_ROT_NONE = 0,
    TP_ROT_90,
    TP_ROT_180,
    TP_ROT_270
} tp_rotation_t;
​
/***********************************************************************************************************************
 * Exported global variables
 **********************************************************************************************************************/
​
/***********************************************************************************************************************
 * Exported global functions (to be accessed by other files)
 **********************************************************************************************************************/
​
fsp_err_t drv_i2c_touchpad_init(void);
​
void touchpad_set_rotation(tp_rotation_t rotation);
​
fsp_err_t touchpad_is_touched(void);
​
void touchpad_get_pos(uint16_t *x, uint16_t *y, int index);
​
#endif /*GT911_H*/
​
​

2、插入GT911.c

/***********************************************************************************************************************
 * Includes
 **********************************************************************************************************************/
#include "gt911.h"
#include <stdlib.h>
#include "common_utils.h"
​
/**********************************************************************************************************************
 * Macro definitions
 **********************************************************************************************************************/
#define GT911_RESET_PIN             BSP_IO_PORT_07_PIN_00
#define GT911_INT_PIN               BSP_IO_PORT_07_PIN_01
​
//GT911 部分寄存器定义
#define GT_CTRL_REG                 0x8040  //GT911控制寄存器
#define GT_CFGS_REG                 0x8047  //GT911配置起始地址寄存器
#define GT_CHECK_REG                0x80FF  //GT911校验和寄存器
#define GT_PID_REG                  0x8140  //GT911产品ID寄存器
​
#define GT_GSTID_REG                0x814E  //GT911当前检测到的触摸情况
#define GT_TP1_REG                  0x814F  //第一个触摸点数据地址
#define GT_TP2_REG                  0x8157  //第二个触摸点数据地址
#define GT_TP3_REG                  0x815F  //第三个触摸点数据地址
#define GT_TP4_REG                  0x8167  //第四个触摸点数据地址
#define GT_TP5_REG                  0x816F  //第五个触摸点数据地址
​
#define GT911_READ_X_MAX_REG        0x8048  /* X输出最大值 */
#define GT911_READ_Y_MAX_REG        0x804a  /* X输出最大值 */
​
#define GT911_READ_XY_REG           0x814E  /* 坐标寄存器 */
#define GT911_CLEARBUF_REG          0x814E  /* 清除坐标寄存器 */
#define GT911_CONFIG_REG            0x8047  /* 配置参数寄存器 */
#define GT911_COMMAND_REG           0x8040  /* 实时命令 */
#define GT911_PRODUCT_ID_REG        0x8140  /* productid */
#define GT911_VENDOR_ID_REG         0x814A  /* 当前模组选项信息 */
#define GT911_CONFIG_VERSION_REG    0x8047  /* 配置文件版本号 */
#define GT911_CONFIG_CHECKSUM_REG   0x80FF  /* 配置文件校验码 */
#define GT911_FIRMWARE_VERSION_REG  0x8144  /* 固件版本号 */
​
/**********************************************************************************************************************
 * Typedef definitions
 **********************************************************************************************************************/
​
/**用于存放每一个触控点的id，坐标，大小**/
typedef struct
{
    uint8_t id;
    uint16_t x;
    uint16_t y;
    uint16_t size;
} tp_point_info_t;
​
/**类结构体**/
typedef struct
{
    uint8_t tp_dev_addr;
    uint16_t height;
    uint16_t width;
    tp_rotation_t rotation;
    tp_point_info_t points_info[TOUCH_POINT_TOTAL]; //用于存储五个触控点的坐标
} tp_drv_t;
​
/***********************************************************************************************************************
 * Private function prototypes
 **********************************************************************************************************************/
static void i2c0_wait_for_tx(void);
static void i2c0_wait_for_rx(void);
​
static fsp_err_t gt911_write_reg(uint16_t reg, uint8_t *buf, uint8_t len);
static fsp_err_t gt911_read_reg(uint16_t reg, uint8_t *buf, uint8_t len);
static void gt911_clear_buf();
static void gt911_soft_reset(void);
static void gt911_get_gstid(uint8_t *buf);
static void gt911_get_version(uint8_t *buf);
static void gt911_get_vendor_id(uint8_t *buf);
static void gt911_get_product_id(uint8_t *buf);
static void gt911_get_max_x(uint8_t *buf);
static void gt911_get_max_y(uint8_t *buf);
​
/***********************************************************************************************************************
 * Private global variables
 **********************************************************************************************************************/
static tp_drv_t g_tp_drv;
​
static volatile bool g_i2c0_tx_complete = false;
static volatile bool g_i2c0_rx_complete = false;
​
/***********************************************************************************************************************
 * Functions
 **********************************************************************************************************************/
​
fsp_err_t drv_i2c_touchpad_init(void)
{
    fsp_err_t err;
    uint8_t buf[4];
​
    /* 初始化I2C驱动 */
    err = g_i2c_master0.p_api->open (g_i2c_master0.p_ctrl, g_i2c_master0.p_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        APP_PRINT ("%s %d\r\n", __FUNCTION__, __LINE__);
        return err;
    }
​
    /* 选择地址 */
    // 0x14
    g_ioport.p_api->pinWrite (g_ioport.p_ctrl, GT911_RESET_PIN, BSP_IO_LEVEL_LOW);
    g_ioport.p_api->pinWrite (g_ioport.p_ctrl, GT911_INT_PIN, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
    R_BSP_SoftwareDelay (10, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
​
    g_ioport.p_api->pinWrite (g_ioport.p_ctrl, GT911_RESET_PIN, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
    R_BSP_SoftwareDelay (100, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
​
    g_ioport.p_api->pinCfg (g_ioport.p_ctrl, GT911_INT_PIN, IOPORT_CFG_PORT_DIRECTION_INPUT);
    R_BSP_SoftwareDelay (100, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
​
    touchpad_set_rotation (TP_ROT_NONE);
​
    /* 读ID */
    // 厂商标识id
    gt911_get_vendor_id (buf);
    APP_PRINT ("gt911 vendor id = %02x %02x %02x %02x\r\n", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3]);
​
    // 产品id
    gt911_get_product_id (buf);
    APP_PRINT ("gt911 product id = %02x %02x %02x %02x\r\n", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3]);
​
    // 触摸芯片固件版本
    gt911_get_version (buf);
    APP_PRINT ("version = 0x%x\r\n", buf[0]);
​
    gt911_get_max_x (buf);
    g_tp_drv.width = (uint16_t) ((buf[1] << 8) | buf[0]);
    APP_PRINT ("touchpad max x = %d\r\n", g_tp_drv.width);
​
    gt911_get_max_y (buf);
    g_tp_drv.height = (uint16_t) ((buf[1] << 8) | buf[0]);
    APP_PRINT ("touchpad max y = %d\r\n", g_tp_drv.height);
​
    return err;
}
​
fsp_err_t touchpad_is_touched(void)
{
    uint8_t touched_state, touch_num, buffer_status;
​
    gt911_get_gstid (&touched_state);
    touch_num = touched_state & 0xf;            //触点数量
    buffer_status = (touched_state >> 7) & 1;   // 帧状态
//    APP_PRINT("touch_num: %d\r\n", touch_num);
​
    if (buffer_status == 1 && (touch_num <= TOUCH_POINT_TOTAL) && (touch_num > 0))
    {
        uint16_t pointers_regs[TOUCH_POINT_TOTAL] =
        { GT_TP1_REG, GT_TP2_REG, GT_TP3_REG, GT_TP4_REG, GT_TP5_REG };
        // 获取每个触控点的坐标值并保存
        for (int i = 0; i < touch_num; ++i)
        {
            uint8_t point_info_per_size = 7;
            uint8_t *point_info_p = malloc (point_info_per_size * sizeof(uint8_t ));
            gt911_read_reg (pointers_regs[i], point_info_p, point_info_per_size);
​
            g_tp_drv.points_info[i].id = point_info_p[0];
            g_tp_drv.points_info[i].x = (uint16_t) (point_info_p[1] + (point_info_p[2] << 8));
            g_tp_drv.points_info[i].y = (uint16_t) (point_info_p[3] + (point_info_p[4] << 8));
            g_tp_drv.points_info[i].size = (uint16_t) (point_info_p[5] + (point_info_p[6] << 8));
​
            free (point_info_p);
​
            //旋转方向
            uint16_t temp;
            switch (g_tp_drv.rotation)
            {
                case TP_ROT_NONE:
                    g_tp_drv.points_info[i].x = g_tp_drv.width - g_tp_drv.points_info[i].x;
                    g_tp_drv.points_info[i].y = g_tp_drv.height - g_tp_drv.points_info[i].y;
APP_PRINT("touchX: %u  touchfY:%u\r\n", g_tp_drv.points_info[i].x,g_tp_drv.points_info[i].y);
                break;
                case TP_ROT_270:
                    temp = g_tp_drv.points_info[i].x;
                    g_tp_drv.points_info[i].x = g_tp_drv.width - g_tp_drv.points_info[i].y;
                    g_tp_drv.points_info[i].y = temp;
                break;
                case TP_ROT_180:
                    //g_tp_drv.points_info[i].x = g_tp_drv.points_info[i].x;
                    //g_tp_drv.points_info[i].y = g_tp_drv.points_info[i].y;
                break;
                case TP_ROT_90:
                    temp = g_tp_drv.points_info[i].x;
                    g_tp_drv.points_info[i].x = g_tp_drv.points_info[i].y;
                    g_tp_drv.points_info[i].y = g_tp_drv.height - temp;
                break;
                default:
                break;
            }
        }
        gt911_clear_buf ();
        return FSP_SUCCESS;
    }
    //必须给GT911_POINT_INFO缓冲区置0,不然读取的数据一直为128！！！！
    gt911_clear_buf ();
​
    return FSP_ERR_INVALID_DATA;
}
​
void touchpad_set_rotation(tp_rotation_t rotation)
{
    g_tp_drv.rotation = rotation;
}
​
void touchpad_get_pos(uint16_t *x, uint16_t *y, int index)
{
    *x = g_tp_drv.points_info[index].x;
    *y = g_tp_drv.points_info[index].y;
}
​
void i2c_master0_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{
    switch (p_args->event)
    {
        case I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE:
        {
            g_i2c0_tx_complete = true;
            break;
        }
        case I2C_MASTER_EVENT_RX_COMPLETE:
        {
            g_i2c0_rx_complete = true;
            break;
        }
        default:
        {
            g_i2c0_tx_complete = g_i2c0_rx_complete = false;
            break;
        }
    }
}
​
/***********************************************************************************************************************
 * Private Functions
 **********************************************************************************************************************/
static void i2c0_wait_for_tx(void)
{
    while (!g_i2c0_tx_complete)
        ;
    g_i2c0_tx_complete = 0;
}
​
static void i2c0_wait_for_rx(void)
{
    while (!g_i2c0_rx_complete)
        ;
    g_i2c0_rx_complete = 0;
}
​
static void gt911_soft_reset(void)
{
    uint8_t buf[1];
    buf[0] = 0x02;
    gt911_write_reg (GT911_COMMAND_REG, (uint8_t*) buf, 1);
    R_BSP_SoftwareDelay (100, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    buf[0] = 0x0;
    gt911_write_reg (GT911_COMMAND_REG, (uint8_t*) buf, 1);
    R_BSP_SoftwareDelay (100, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
​
static void gt911_clear_buf()
{
    uint8_t buf[1] =
    { 0 };
    gt911_write_reg (GT911_CLEARBUF_REG, buf, 1);
}
​
static fsp_err_t gt911_write_reg(uint16_t reg, uint8_t *buf, uint8_t len)
{
    fsp_err_t err;
​
    uint8_t regl = (uint8_t) (reg & 0xff);
    uint8_t regh = (uint8_t) (reg >> 8);
    uint8_t *write_package = malloc ((len + 2) * sizeof(uint8_t));
    memcpy (write_package, &regh, 1);
    memcpy (write_package + 1, &regl, 1);
    memcpy (write_package + 2, buf, len);
​
    err = g_i2c_master0.p_api->write (g_i2c_master0.p_ctrl, write_package, len + 2, 0);
​
    i2c0_wait_for_tx ();
    free (write_package);
    return err;
}
​
static fsp_err_t gt911_read_reg(uint16_t reg, uint8_t *buf, uint8_t len)
{
    fsp_err_t err;
    uint8_t tmpbuf[2];
​
    tmpbuf[0] = (uint8_t) (reg >> 8);
    tmpbuf[1] = (uint8_t) (reg & 0xff);
​
    err = g_i2c_master0.p_api->write (g_i2c_master0.p_ctrl, tmpbuf, 2, 0);
​
    i2c0_wait_for_tx ();
​
    err = g_i2c_master0.p_api->read (g_i2c_master0.p_ctrl, buf, len, 0);
​
    i2c0_wait_for_rx ();
​
    return err;
}
​
static void gt911_get_max_x(uint8_t *buf)
{
    gt911_read_reg (GT911_READ_X_MAX_REG, buf, 2);
}
​
static void gt911_get_max_y(uint8_t *buf)
{
    gt911_read_reg (GT911_READ_Y_MAX_REG, buf, 2);
}
​
static void gt911_get_product_id(uint8_t *buf)
{
    gt911_read_reg (GT911_PRODUCT_ID_REG, buf, 4);
}
​
static void gt911_get_vendor_id(uint8_t *buf)
{
    gt911_read_reg (GT911_VENDOR_ID_REG, buf, 4);
}
​
static void gt911_get_version(uint8_t *buf)
{
    gt911_read_reg (GT911_CONFIG_VERSION_REG, buf, 1);
}
​
static void gt911_get_gstid(uint8_t *buf)
{
    gt911_read_reg (GT_GSTID_REG, buf, 1);
}
​
static fsp_err_t i2c_touchpad_read(void)
{
    fsp_err_t err;
    uint16_t x = 0, y = 0;
​
    err = touchpad_is_touched ();
​
    if (FSP_SUCCESS == err)
    {
        //循环读取每个触控点的位置值
        for (int i = 0; i < TOUCH_POINT_TOTAL; ++i)
        {
            touchpad_get_pos (&x, &y, i);
        }
    }
    return err;
}
​
void app_i2c_touchpad_test(void)
{
    fsp_err_t err;
​
​
    err = drv_i2c_touchpad_init();
    if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
​
    while (1)
    {
        i2c_touchpad_read();
    }
}
​

六、LVGL触摸驱动的适配

1、打开lvgl中的编译开关

将lv_port_indev_template.h/c把if 0 修改为if 1打开代码编译。

2、修改lv_port_indev_template.c代码如下

#include "lv_port_indev_template.h"
#include "lvgl.h"
#include "gt911.h"
​
static void touchpad_init(void);
static void touchpad_read(lv_indev_drv_t * indev_drv, lv_indev_data_t * data);
static bool touchpad_is_pressed(void);
static void touchpad_get_xy(lv_coord_t * x, lv_coord_t * y);
​
lv_indev_t * indev_touchpad;
​
void lv_port_indev_init(void)
{
​
    static lv_indev_drv_t indev_drv;
​
    /*------------------
     * Touchpad
     * -----------------*/
​
    /*Initialize your touchpad if you have*/
    touchpad_init();
​
    /*Register a touchpad input device*/
    lv_indev_drv_init(&indev_drv);
    indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;
    indev_drv.read_cb = touchpad_read;
    indev_touchpad = lv_indev_drv_register(&indev_drv);
​
}
​
static void touchpad_init(void)
{
    /*Your code comes here*/
drv_i2c_touchpad_init();
}
​
/*Will be called by the library to read the touchpad*/
static void touchpad_read(lv_indev_drv_t * indev_drv, lv_indev_data_t * data)
{
fsp_err_t err;
    static lv_coord_t last_x = 0;
    static lv_coord_t last_y = 0;
​
    /*Save the pressed coordinates and the state*/
err = touchpad_is_touched();
    if(FSP_SUCCESS == err) {
        touchpad_get_pos((uint16_t *)&last_x, (uint16_t *)&last_y, 0);
        data->state = LV_INDEV_STATE_PR;
    }
    else {
        data->state = LV_INDEV_STATE_REL;
    }
​
    /*Set the last pressed coordinates*/
    //由于获取的两个坐标镜像了，需要进行转换
    last_x = ST7796_WIDTH - last_x;
    last_y = ST7796_HEIGHT - last_y;
​
    data->point.x = last_x;
    data->point.y = last_y;
}
​

3、测试

在hal_enty中添加测lv_port_indev_init()，烧写到开发板中，打开segger view可以看到触摸屏后正确的输出坐标：