[转]基于嵌入式Linux的通用触摸屏校准程序

发布于 2008-11-19 07:40:57

本文介绍的正是笔者在制作实际的嵌入式Linux数控机床人机接口过程中，提出的一套基于嵌入式Linux的通用触摸屏校准程序设计方案。

笔者基于S3c2410的ARM9内核，使用6.4英寸，640×480的触摸屏，嵌入式Linux内核2.4.20版本，设计了一套简单可行的方案，可以方便地实现触摸屏的校准。

校正原理及编程思路

1．校正原理

通常应用程序中使用的LCD坐标是以像素为单位的。比如说：左上角的坐标是一组非0的数值，比如(20，20)，而右下角的坐标为(620，460)。这些点的坐标都是以像素为单位的，而从触摸屏中读出的是点的物理坐标，其坐标轴的方向、XY值的比例因子、偏移量、缩放因子都与LCD坐标不同，所以，可以在某个函数(比如wait_event函数)中把物理坐标首先转换为像素坐标，然后再赋给POS结构，达到坐标转换的目的。图是LCD坐标和触摸屏的物理坐标的比较。

2．触摸屏校正思路

在wait_event函数中加入调试信息，开发板上运行Calibrate程序，那么触摸屏上任何一点的坐标就可以在主机监视屏上回显出来。于是，就采集到了4个角的物理坐标，假设是6.4英寸屏，640X480分辨率，则它们的像素坐标分别是(20,20)、(20,460)、(620,460)和(620,20)。这样，使用待定系数法就可以算出坐标系之间的平移关系。比如：

Vx = xFactor*Px + xOffset

Vy = yFactor*Py + yOffset

在笔者使用的开发板上，系数xFactor、yFactor、xOffset、yOffset的值分别为0.211、-16.27、-19/116、625.23。那么，在驱动函数中就可以按照这个变换关系把物理坐标转换为像素坐标赋给POS结构了。

因此，应用程序中首先弹出一个有若干点的界面，然后让用户去点，参照了Qt－embedded的对标程序，一般采用了触摸屏四个角的四个点。根据像素坐标和物理坐标计算参数，并保存到一个文件中。那么以后只要这个文件的内容有效则不必再经历屏幕校准的过程。

另外需要提醒的是，还要参照一下触摸屏驱动的读方法，确定从触摸屏读出的数据的组织格式。比如笔者使用的S3c2410的驱动的读方法就是返回8个字节表示一点的坐标，所以在驱动函数中首先要拼接才能得到点的物理坐标。

程序设计 以下是实现校准的简单构架。

1．给屏幕上放置4个定位点

通过直接给屏幕划两个短线交叉的方法来实现。下面的代码表示，在(20，20)点画一个十字光标。

DrawLine (15, 20, 26, 20, 0xf800);

DrawLine (20, 15, 20, 26, 0xf800);

2．获得每个定位点的值，也就是触摸屏采样的值

这个值要进行核准后，保存到PEN_CONFIG结构体中，其代码如下：

do {

// Calibrate Point 1 (20,20)

DrawLine (15, 20, 26, 20, 0xf800);

DrawLine (20, 15, 20, 26, 0xf800);

do

GetTouchvalue (tfd, &point[0].x, &point[0].y);

while (!(point[0].x > X1_SCOPE_MIN && point0].x < X1_SCOPE_MAX && point[0].y > Y1_SCOPE_MIN && point[0].y

...

//上面是第一个定位点处理的方法，因为有四个点，其他的也和此一样。只不过定位点和判断范围不同罢了。

//最后还要对定位的准确度进行判断。

} while(CheckCalibratePont());

3．保存PEN_CONFIG结构体到一个数据文件中

typedef struct

{

U32 xFactor;//X方向比例因子

U32 yFactor;//Y方向比例因子

U32 xOffset;//X方向偏移量

U32 yOffset;//Y方向偏移量

U8 scale; //缩放因子

RECT pan; //校正区域矩形

}PEN_CONFIG, *P_PEN_CONFIG;

在程序中通过计算获得此结构体，这些数据是非常重要的，它提供给驱动使用。以下是保存这个结构体的部分源码：

rt.left=(point[0].x + point[1].x)/2;

rt.top=(point[0].y + point[3].y)/2;

rt.right=(point[2].x + point[3].x)/2;

rt.bottom=(point[2].y + point[1].y)/2;

st.top=20;

st.left=20;

st.right=620;

st.bottom=460;

_PenCalibratePoint(&st,&rt);

// Open the file for writing config file

wfd = open("/var/pencfg", O_WRONLY);

if (wfd < 0) {

printf("Error: cannot open pencfg file.\n");

exit(1);}

printf("The pencfg file was opened successfully.\n");

if(write(wfd, &_gPenConfig, sizeof(_gPenConfig)) == sizeof(_gPenConfig)){

printf("Write Victor \n");}

close(wfd);

4．调试信息的输出

void GetTouchValue(int fp, int *x, int *y)

{ ts_event_t ts;

while (1) {

if(read(fp, &ts, sizeof(ts_event_t)) == sizeof(ts_event_t)){

if (ts.pressure == 0 ) break;

*x = ts.x;

*y = ABSY-ts.y;

}

}

printf (" x= %d, y= %d \n", *x, *y);//在屏幕上输出触摸屏坐标

}比例因子及偏移量的输出如下：

printf ("_gPenConfig.xFactor = %x _gPenConfig.yFactor = %x \n",_gPenConfig.xFactor, _gPenConfig.yFactor);

printf ("_gPenConfig.xOffset = %x _gPenConfig.yOffset = %x \n",_gPenConfig.xOffset, _gPenConfig.yOffset);

printf ("_gPenConfig.scale = %x\n",_gPenConfig.scale);

6．精度的控制

#define X1_SCOPE_MIN 45 //MIN和MAX的差值就是校准的精度

#define X1_SCOPE_MAX 75

#define X2_SCOPE_MIN 45

#define X2_SCOPE_MAX 75

#define X3_SCOPE_MIN 940

#define X3_SCOPE_MAX 970

...

7．如何运用

启动应用程序前先运行“触摸屏校准程序”，再运行MiniGUI程序。这样使得运行应用程序前，IAL可以预先提取到“触摸屏校准程序”中的数据。