摘要：RA8806點矩陣液晶顯示控制器內置字庫、觸摸屏和鍵盤接口，具有功能強、移植性強、性價比高的特點，比其他同類產品更受設計人員歡迎。采用RA8806控制器的LCD可以充分滿足STM32嵌入式系統的各種液晶顯示需求，為了實現這一目的，給出了在STM32上驅動該控制器的方法、觸摸屏校準的思路及部分程序，并在實驗中得以實現。
關鍵詞：RA8806；LCD；STM32；液晶觸摸屏

0 引言
    在現代電子設備中，觸摸屏的應用使電子設備更智能化、人性化。在手機、導航儀、電子儀器、咨詢終端等設備中，作為信息交流的媒介，觸摸屏具有界面編程靈活、反應速度快、功耗低、體積小的特點。
    RA8806是一個文字與繪圖模式相結合的點矩陣液晶顯示控制器，最大能驅動640×240或320×480分辨率的LCD液晶觸摸屏，可以顯示文字、圖片、符號等復雜信息，支持文字、圖片混合顯示和區域卷動，支持90°，180°，270°的文字旋轉顯示，支持4／8 b的8080和6800系列兩種MPU接口，提供4×8或8×8的鍵盤掃描接口，提供使用者自行創建字型及符號的功能，可以進行文字對齊、設置粗體字、設置行間距和LCD對比度、背光調節。
    STM32系列嵌入式芯片是常用的微控制器芯片，本文使用的是內核為32位CotrexTM-M3的STM32F103，并行LCD接口兼容8080／6800模式，通過配置FSMC來連接LCD。在實驗中還把UCGUI軟件移植入STM32F103中，UCGUI是一種嵌入式系統中常用的圖形支持軟件，適用于各種尺寸的LCD，將UCGUI軟件移植入微控制器可以方便的繪制圖形、文字、控件等人機交互界面元素。

1 RA8806數據總線接口方式
    常見的RA8806是用I／O或總線方式與單片機或嵌入式系統連接，本文采用的是320×240分辨率的RA8806控制器觸摸屏以總線方式與STM32F103連接，連接的電路如圖1所示。

    在設計中將BUSY引腳9空置，復位引腳11接高電平，可以通過STM32F130復位完成整個電路復位。RA8806和STM32F103都是采用了Intel 8080模式連接，數據總線寬度為8 b。

2 軟件設計
2．1 軟件初始化
    系統軟件初始化包括STM32F103初始化、UCGUI初始化和RA8806控制器初始化，在STM32F103初始化中FSMC的配置為：

    在RA8806控制器中，觸摸屏有自動模式和手動模式兩種，自動模式和手動模式中，都可以通過觸碰產生中斷讀取觸碰坐標值，手動模式還可以通過輪詢觸碰事件讀取坐標，在實驗中采用的是手動模式中的輪詢方式，這種方式的流程圖如圖2所示。在初始化RA8806時，寄存器TPCR1，TPCR2，INTR須按流程圖設置，DWWR=AWRR=0x27，DWHR=AWBR=0xEF，其他寄存器默認設置。

2．2 觸摸屏坐標
    觸摸屏的坐標分為邏輯坐標和物理坐標，邏輯坐標為用戶觸摸是手指所點擊屏幕的坐標，物理坐標為觸摸屏顯示的實際坐標，邏輯坐標和物理坐標比較接近，如果相差太多就需要校準。
    RA8806是通過一個10位的A／D轉換器連接4線電阻式觸摸屏，用戶觸摸后產生的邏輯坐標存于TPXR，TPYR和TPZR 3個寄存器中，TPXR中存放了x軸坐標的高8位，TPYR中存放了y軸坐標的高8位，TPZR的bit[1：0]是x軸的低二位，bit[3：2]是y軸的低二位。
    為了便于處理邏輯坐標，將TPXR和TPYR寄存器的數據左移2位進行計算，再分別取出TPZR寄存器中的低二位進行或運算，得出x，y軸的坐標。這個邏輯坐標不能直接顯示，需要進行校準處理后根據觸摸屏的大小轉換為物理坐標顯示，設計程序如下：

    如果用戶觸摸的范圍超出了設定的顯示窗口，就需要對邏輯坐標(x，y)進行判斷，如果超出了范圍，邏輯坐標無效，就將鼠標設置到對應的邊緣，反之邏輯坐標有效。
2．3 觸摸屏校準
    由于觸摸屏自身的性能不好，或使用一段時間后會發現邏輯坐標和物理坐標的偏差越來越大，坐標不準造成誤操作影響用戶使用，這樣就要通過校準程序來減少誤差。電阻式觸摸屏的電壓成線性均勻分布，假設觸摸屏上一點的邏輯坐標為(xA，yA)，對應的物理坐標為(xDA，yDA)，由電阻式觸摸屏的線性特性可知，任意一點B的邏輯坐標可以用下面公式表示：
   
    只需在觸摸屏上取3個物理坐標已知的點A，B，C，這3個點應該分布均勻不靠近邊緣以免不準確，通過讀取TPXR，TPYR，TPZR寄存器讀出邏輯坐標求出Kx，Ky，求出Kx，Ky后由式(1)校準邏輯坐標與物理坐標，圖3(a)為校準的界面，圖3(b)為校準后計算的Kx，Ky，由圖可以看出兩個系數都接近于1，說明觸摸屏的坐標誤差比較小。

3 結語
    RA8806控制器在軟件設計上方便、靈活，能滿足開發人員對中等尺寸觸摸屏控制器的要求，豐富的功能和較高的性價比使RA8806控制器的LCD在市場上有很大的優勢，基于RA8806的觸摸屏與STM32嵌入式系統通過數據總線方式相結合，可以構造出理想的人機交互界面，具有廣闊的應用領域。