1.引言

越來越多的智能設備會在 MCU 上實現圖形界面，而 TouchGFX 是專門用于 ST MCU上的圖形界面設計軟件，使圖形界面在 MCU 上能達到類似智能手機的顯示效果。TouchGFX 圖形引擎包括三部分：搜集、更新、渲染。其中在搜集階段，圖形引擎從外部環境收集事件，這些事件通常是觸摸和按鈕事件。TouchGFX 采樣并將事件傳遞到應用程序，這樣原始觸摸動作就被轉換為更具體的應用程序的觸摸事件。例如，點擊（用戶在顯示屏上按下或松開手指）、拖動（用戶觸摸顯示屏并在顯示屏上移動手指）、手勢（用戶向一個方向快速移動手指，然后松開）等功能，這些操作都會被圖形引擎識別并轉發給當前活動的 UI 元素。

本文主要介紹 TouchGFX 從顯示器的觸摸控制器讀取觸摸坐標，并將其傳遞給應用程序的方法及原理，使開發者能夠很容易的在 TouchGFX 生成的代碼中添加觸摸功能。

2.TouchGFX 抽象層架構

TouchGFX 引擎通過 實例化了的HAL子類來訪問 HAL。這些子類由 TouchGFX Generator生成，Generator 是創建抽象層的主要工具，可以生成反映 STM32CubeMX 配置的 HAL 部分，以及 CMSIS V1 或 V2 的 OSAL。通常 HAL 的架構如下圖 1 所示。

TouchGFX 抽象層（Abstraction Layer，簡稱 AL）具有一套特殊的職責， 職責要么在AL (HAL)的硬件部分實現，要么在與 TouchGFX Engine 同步的 AL 部分實現，典型的做法是通過 RTOS (OSAL)來實現。圖 2 總結了 TouchGFX AL 的主要職責，其中有一項任務就是報告觸摸與物理按鈕事件，TouchGFX 將原始觸摸動作轉換為具體的觸摸事件，并轉發給當前活動的 UI 元素。

3.觸摸功能實現步驟

要實現觸摸功能，首先需通過 STM32CubeMX 正確配置觸摸控制器和 MCU，并添加相應驅動代碼，保證 MCU 通過 I2C 或其他接口從觸摸控制器讀取信息，最后在TouchController 接口函數中添加相應的實現代碼。

3.1. STM32CubeMX 配置

為了實現與觸摸控制器的通訊，大多數觸摸控制器都會連接至 I2C 總線，因此需要在STM32CubeMX 中對 I2C 外設進行設置。許多 STM32 MCU 具有多個 I2C 外設，因此需選擇正確的 I2C 進行配置，此外還需配置相關 GPIO，圖 3 是 I2C 在 STM32CubeMX 中的配置界面，開發者需要根據觸摸控制器驅動芯片進行正確配置。

配置好 I2C 后，還需添加 I2C 的驅動代碼，如果沒有用于觸摸控制器的驅動代碼，則需要從頭開始編寫。STM32Cube 固件庫中提供了一些 I2C 通訊的驅動程序，開發者可以從中參考相關代碼進行修改使用。根據觸摸控制器的數據手冊，為確保通過讀取寄存器可以獲取觸摸坐標，首先要檢查的是觸摸控制器的 I2C 地址，然后讀取“設備 ID”寄存器，以進行測試，然后測試是否可以從觸摸控制器接收到正確的 x 值和 y 值。

3.2. 在接口函數中添加實現代碼

在渲染新的一幀之前，TouchGFX 引擎從 TouchController 和 ButtonController 接口收集外部輸入。通過引擎將觸摸控制器的坐標轉換為點擊、拖動和手勢事件，并傳遞至應用程序。一些觸摸控制器能夠報告多個觸摸點，TouchGFX 不支持此功能，通常，只需選擇第一個觸摸點。

TouchGFX 引擎在收集輸入時，引擎會調用 tc 對象的 sampleTouch()函數。TouchGFX Generator 會生成一個 TouchController 類，并將接口函數定義為空。在STM32TouchController.hpp 中會聲明了 init()和 sampleTouch()兩個成員函數，開發者需要做的就是在 STM32TouchController.cpp 源文件中添加相應的實現代碼，在 init()函數中添加觸摸控制器的初始化代碼，在 sampleTouch()函數中添加相應實現代碼，將讀取的觸摸坐標值分配給 x 和 y，并返回是否檢測到觸摸。

其中有多種實現 sampleTouch()函數的方法：一種是在 sampleTouch()中輪詢，另一種是基于中斷實現。在 sampleTouch() 中輪詢：通過發送請求并輪詢結果，從硬件觸摸控制器(通常為 I2C) 讀取觸摸狀態和觸摸坐標，默認情況下，該函數每個 tick 時間被調用一次， 如下圖 5 所示。

基于中斷：I2C 讀取命令由定時器定期啟動，或作為對觸摸硬件外部中斷的響應而啟動。圖 6 中 STM32TouchController.cpp 代碼顯示了 sampleTouch 如何在 RTOS 的系統中實現。當觸摸事件產生時，I2C 會產生中斷，并將數據通過消息隊列或全局變量提供給STM32TouchController。

小結

本文介紹了 TouchGFX 從顯示器的觸摸控制器讀取觸摸坐標，并將其傳遞給應用程序的方法及原理。通過 STM32CubeMX 來初始化 I2C 外設，添加相應的驅動代碼，然后在STM32TouchController.cpp 源文件中實現 init()和 sampleTouch()函數，開發者就能夠很容易的為 TouchGFX 工程添加觸摸功能。

來源：STM32單片機
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審核編輯 黃宇