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N9H30 HMI开发板触摸屏误触发问题，及解决办法

发布于 2022-06-26 21:24:25 浏览：1674 订阅该版

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# N9H30 HMI开发板触摸屏误触发问题，及解决办法
最近在用N9H30的开发板学习LVGL。用于参加嵌入式GUI竞赛。我的这块开发板一直有触摸屏误触发的问题。控件少了还好，无所谓。控件一多就会误触发某些功能。这对于设计一款产品来说肯定是不太合适的。今天在测试键盘功能的时候，就发现一直在自己输入字符。于是就着此机会，初步研究了一下N9H30的触摸屏底层驱动。并优化解决了此问题。先看现象，如下两张图片，分别是闲置大概10分钟的结果，终端消息打印了几十条触摸屏触发信息，其中有8次触发在了键盘的‘r’键上面，输入框内自动输入了8个‘r’字符。在这次测试之前，还看到过误触发的‘i’键，'j'键等。误触发范围还挺广的。
![触摸屏误触发现象1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220626/3c7b7adc5bd4975cc94440090a4cf741.png.webp "触摸屏误触发现象1.png")

![触摸屏误触发现象2.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220626/a88c12e26884a85e69a63abd70ec5e68.png "触摸屏误触发现象2.png")
为了方便后面的分析，这里先给出一张从网上截取的四线电阻触摸屏原理的简图，如下：
![四线电阻触摸屏原理简图.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220626/ffccc0c8941607ba330793483942c329.png "四线电阻触摸屏原理简图.png")
N9H30芯片内部的ADC，硬件支持四线电阻触摸屏或5线触摸板驱动。由于没有具体的用户手册，不太清楚ADC内部四线触摸屏驱动的具体原理。但推测，应该是把上图中的X-和Y-称为Z0和Z1。X+和Y+称为X和Y。分别把Y+接正电压，Y-接地，读取X+的AD值，把X+接正电压，X-接地，读取Y+的AD值。从而来计算X和Y两层介质的接触点坐标，即触摸点。
这里不对底层驱动做详细解析，只表述我最终分析的结果。对于触摸屏的底层驱动，开启了一个40ms的软件定时器，用于触发ADC采样。下面是ADC转换完成中断的回调函数。其中，`nu_adc_touch_detect()`函数应该是用来切换施压方向的。在enable的时候使能detect。在`PenDownCallback()`函数中，开启采样定时器。失能detect，即换方向采集。在`AdcMenuStartCallback()`回调函数中，通过Z0的AD值是否为0，来判断是否完成了一个检测周期，是则关闭定时器，再次使能detect，开启下一个检测周期。然后把ADC数据通过邮箱发出去，并释放信号量。
这里的优化是把判断Z0等于零的条件改成了小于等于某阈值，这个阈值可通过宏定义修改。我设置的是2，已经能够完全解决此问题了。这个参数过大，可能会影响有效探测的触摸屏范围。此优化，起因是探测的毕竟是模拟信号，就算直接接地，也很难保证不会有一些小毛刺干扰。加入一个小的阈值，可以有效解决Z0信号状态判断错误引起的误触发。

```C
#define ADC_TOUCH_Z0_ACTIVE         2
static int32_t PenDownCallback(uint32_t status, uint32_t userData)
{
    nu_adc_touch_detect(RT_FALSE);

rt_timer_start(g_sNuADC.psRtTouchMenuTimer);

return 0;
}
static int32_t AdcMenuStartCallback(uint32_t status, uint32_t userData)
{
    nu_adc_t psNuAdc = (nu_adc_t)userData;
#if defined(BSP_USING_ADC_TOUCH)
    static struct nu_adc_touch_data point;
    static rt_bool_t bDrop = RT_FALSE;
    static uint32_t u32LastZ0 = 0xffffu;
    if (psNuAdc->psRtTouch != RT_NULL)
    {
        uint32_t value;
        value = inpw(REG_ADC_XYDATA);
        point.u32X = (value & 0x0ffful);
        point.u32Y = ((value >> 16) & 0x0ffful);
        value = inpw(REG_ADC_ZDATA);
        point.u32Z0 = (value & 0x0ffful);
        point.u32Z1 = ((value >> 16) & 0x0ffful);
        /* Trigger next or not. */
        if (point.u32Z0 <= ADC_TOUCH_Z0_ACTIVE)
        {
            /* Stop sampling procedure. */
            rt_timer_stop(g_sNuADC.psRtTouchMenuTimer);

/* Re-start pendown detection */
            nu_adc_touch_detect(RT_TRUE);

bDrop = RT_TRUE;
        }
        else
        {
            bDrop = RT_FALSE;
        }
        /* Notify upper layer. */
        if ((!bDrop || (u32LastZ0 > ADC_TOUCH_Z0_ACTIVE)) && rt_mq_send(psNuAdc->m_pmqTouchXYZ, (const void *)&point, sizeof(struct nu_adc_touch_data)) == RT_EOK)
        {
            rt_hw_touch_isr(psNuAdc->psRtTouch);
        }
        u32LastZ0 = point.u32Z0;
    }
    else
#endif
    {
        rt_err_t result = rt_sem_release(psNuAdc->m_psSem);
        RT_ASSERT(result == RT_EOK);
    }
    return 0;
}
```
如下是rtthread用于处理触摸事务的线程。这里等待信号量，并读取邮箱数据，获得触摸ADC值。转换成坐标值（`nu_adc_touch_readpoint()`函数中）。然后调用`nu_touch_inputevent_cb()`回调函数向后级驱动提交数据。原始驱动，这里来什么信号就提交什么信号。个人感觉对于这种类似按键的输入设备，还是加一个消抖的好。于是加入了`touch_active_cnt`触摸有效计数的变量。有效触发值也可以用宏定义修改。我用的也是2。响应速度和稳定度都让人很满意。

```C
static void adc_touch_entry(void *parameter)
{
    struct rt_touch_data touch_point;

rt_err_t result;
    rt_device_t pdev;
    int max_range;
    int16_t touch_active_cnt=0;
    BOOL    touch_active_flag = FALSE;

adc_touch_sem = rt_sem_create("adc_touch_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    RT_ASSERT(adc_touch_sem != RT_NULL);

pdev = rt_device_find("adc_touch");
    if (!pdev)
    {
        rt_kprintf("Not found\n");
        return ;
    }

if (rt_memcmp((void *)&g_sCalMat, (void *)&g_sCalZero, sizeof(S_CALIBRATION_MATRIX)) != 0)
        g_u32Calibrated = 1;

nu_adc_touch_readfile();

result = rt_device_open(pdev, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

result = rt_device_set_rx_indicate(pdev, adc_touch_rx_callback);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

max_range = BSP_LCD_WIDTH;
    result = rt_device_control(pdev, RT_TOUCH_CTRL_SET_X_RANGE, (void *)&max_range);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

max_range = BSP_LCD_HEIGHT;
    result = rt_device_control(pdev, RT_TOUCH_CTRL_SET_Y_RANGE, (void *)&max_range);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

result = rt_device_control(pdev, RT_TOUCH_CTRL_POWER_ON, RT_NULL);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

while (adc_touch_worker_run)
    {
        if (!g_u32Calibrated)
        {
            rt_kprintf("Start ADC touching calibration.\n");
            nu_touch_do_calibration(pdev);
            rt_kprintf("Stop ADC touching calibration.\n");
            continue;
        }

if (adc_request_point(pdev, &touch_point) == RT_EOK)
        {
            if (touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_DOWN
                    || touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_UP
                    || touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_MOVE)
            {
                if(touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_DOWN || touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_MOVE)
                {
                    if(touch_active_cnt < ADC_TOUCH_FILTER_VAL)
                    {
                        touch_active_cnt++;
                    }
                    else {
                        touch_active_flag = TRUE;
                    }
                }
                else {
                    if(touch_active_cnt < ADC_TOUCH_FILTER_VAL)
                    {
                        rt_kprintf("err touch:%d\r\n",touch_active_cnt);
                    }
                    touch_active_cnt = 0;
                }
                if(touch_active_flag)
                {
                    nu_touch_inputevent_cb(touch_point.x_coordinate, touch_point.y_coordinate, touch_point.event);

rt_kprintf("x=%d y=%d event=%s%s%s\n",
                               touch_point.x_coordinate,
                               touch_point.y_coordinate,
                               (touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_DOWN) ? "DOWN" : "",
                               (touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_UP) ? "UP" : "",
                               (touch_point.event == RT_TOUCH_EVENT_MOVE) ? "MOVE" : "");
                }
                if(touch_active_cnt == 0)
                {
                    touch_active_flag = FALSE;
                }
            }
        }
        else {
            if(touch_active_cnt)
            {
                rt_kprintf("err touch:%d\r\n",touch_active_cnt);
            }
            touch_active_cnt = 0;
        }
    }

result = rt_device_control(pdev, RT_TOUCH_CTRL_POWER_OFF, RT_NULL);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

result = rt_device_close(pdev);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);
}
```
整体改动不多，是一个小优化，有遇到相同问题的小伙伴可以自己把上面的逻辑加到代码中。