STM32硬件接口I2C应用（基于FT6336）

本文主要介绍FT6336触摸屏芯片的相关内容，主要包括其寄存器的信息，还介绍了LCD模组上使用的芯片的引脚定义，以及和STM32 IO的对应关系。重点介绍使用STM32硬件I2C接口驱动FT6336的实现方法。笔者使用基于STM32F407的板卡，使用STM32Cube创建工程，并完成整个项目的FT6336驱动程序和触摸功能程序，并验证其功能。

1 硬件介绍

1.1 ST7796-LCD

LCD的PIN引脚功能介绍

序号	模块引脚	引脚说明
1	VCC	屏电源正
2	GND	屏电源地
3	LCD_CS	液晶屏片选控制信号，低电平有效
4	LCD_RST	液晶屏复位控制信号，低电平复位
5	LCD_RS	液晶屏命令/数据选择控制信号高电平：数据，低电平：命令
6	SDI(MOSI)	SPI总线写数据信号（SD卡和液晶屏共用）
7	SCK	SPI总线时钟信号（SD卡和液晶屏共用）
8	LED	液晶屏背光控制信号（如需要控制，请接引脚，如不需要控制，可以不接）
9	SDO(MISO)	SPI总线读数据信号（SD卡和液晶屏共用）
10	CTP_SCL	电容触摸屏IIC总线时钟信号（无触摸屏的模块不需连接）
11	CTP_RST	电容触摸屏复位控制信号，低电平复位（无触摸屏的模块不需连接）
12	CTP_SDA	电容触摸屏IIC总线数据信号（无触摸屏的模块不需连接）
13	CTP_INT	电容触摸屏IIC总线触摸中断信号，产生触摸时，输入低电平到主控（无触摸屏的模块不需连接）
14	SD_CS	SD卡片选控制信号，低电平有效（不使用SD卡功能，可不接）

实体LCD Port对应关系如下图所示

1.2 MCU IO与LCD PIN对应关系

STM32 PIN引脚	LCD PIN引脚
PB5-MOSI	MOSI
PB4-MISO	MISO
PB3-SCK	SCK
PB6	CS
PB9	RST
PB8	RS

1.3 MCU IO与Touch PIN对应关系

STM32 PIN引脚	touch PIN引脚
PH4	I2C-SCK
PH5	I2C-SDA
PH10	INIT
PH9	RST

2 FT6336的寄存器

2.1 FT6336寄存器列表

2.2 寄存器功能介绍

1）设备模式配置

2）姿势ID寄存器

3）TD状态寄存器

4） Pn_XH寄存器

5） Pn_XL寄存器

6） Pn_YH寄存器

7） Pn_YL寄存器

8） Pn_WEIGHT寄存器

9） Pn_MISC寄存器

3 STM32Cube控制配置I2C

3.1 软硬件版本信息

STM32CubeMX 版本： 6.11

HAL库版本： STM32Cube_FW_F4_V1.27.1

3.2 I2C参数配置

STM32F407 的标准I2C接口最大支持100K工作频率，笔者选择最大工作频100k,以配置I2C的参数。

I2C使用的GPIO接口如下：

使用MCU类型和HAL库的版本

3.3 使用STM32Cube产生工程

在配置完成项目后，点击GENERATE生成项目，打开项目后项目目录如下，和I2C相关的代码如下：

代码第40行：选择I2C2作为硬件接口

代码第41行：I2C通信速率为100K

代码第44行：定义地址位7bit

4 HAL库函数介绍

STM32 HAL库函数数量很多，本文仅介绍笔者使用的一些函数接口。其他函数在使用的时候在具体研究，而不许把每个函数搞清楚才去应用。

4.1 初始化函数

函数原型：

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Init(I2C_HandleTypeDef *hi2c);

参数介绍

hi2c：指向I2C_HandleTypeDef结构体的指针，该结构体包含指定I2C的配置信息。

一个使用案例：如果已经初始化完成hi2c结构，初始化时，直接调用该结构体即可。

4.2 写数据函数

函数原型：

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(   I2C_HandleTypeDef *hi2c, 
                                       uint16_t DevAddress, 
                                       uint16_t MemAddress, 
                                       uint16_t MemAddSize, 
                                       uint8_t *pData, 
                                       uint16_t Size, uint32_t Timeout)

参数介绍：

hi2c：指向I2C_HandleTypeDef结构体的指针，该结构体包含指定I2C的配置信息。

DevAddress：目标设备地址:设备的7位地址值在调用接口之前，必须将数据表向左移动

MemAddress：内存地址

MemAddSize：内存地址大小

pData：写数据指针

Size：写数据大小

Timeout：写数据超时时间

4.3 读数据函数

函数原型：

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read( I2C_HandleTypeDef *hi2c, 
                                    uint16_t DevAddress, 
                                    uint16_t MemAddress, 
                                    uint16_t MemAddSize, 
                                    uint8_t *pData, 
                                    uint16_t Size, 
                                    uint32_t Timeout)

参数介绍：

hi2c：指向I2C_HandleTypeDef结构体的指针，该结构体包含指定I2C的配置信息。

DevAddress：目标设备地址:设备的7位地址值在调用接口之前，必须将数据表向左移动

MemAddress：内存地址

MemAddSize：内存地址大小

pData：读数据指针

Size：读数据大小

Timeout：读数据超时时间

5 FT6336驱动程序

5.1 读写寄存器接口

代码57行：调用HAL库中的写数据函数，向FT6336寄存器写数据

代码69行：调用HAL库中的读数据函数，从FT6336寄存器读取数据

5.2 初始化函数

代码82行：初始化Touch相关的IO

代码83行： RESET FT6336

代码85行：读取FT6336的ID参数

5.3 源代码

创建ft6336.c文件，编写如下代码：

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* File Name            : ft6336.c
* Description          : I2C drive based on STM32F4
* STM32 HAL library ver: STM32Cube_FW_F4_V1.27.1
* 
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2024~2029 mingfei.tang
* All rights reserved.
*
*************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
#include "ft6336.h"


static void touch_delay_us(uint32_t us)
{
    uint32_t i=0;
    
    while(us--){
        for(i=0;i<1000;i++);
    }
}

static void ft6336_TouchIO_Init( void )
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    /* GPIO Ports Clock Enable */
    RCC_TOUCH_CLK_ENABLE();
    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_TOUCH, FT_RST_PIN,GPIO_PIN_RESET);

    /*Configure GPIO pin : RST */
    GPIO_InitStruct.Pin = FT_RST_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_TOUCH, &GPIO_InitStruct);
}

static void  ft6336_rest( void )
{
    FT_RST_L;
    touch_delay_us( 10 );
    FT_RST_H;
    touch_delay_us( 50000 );
}

uint8_t ft6336_WeReg( uint16_t regAdd, uint8_t *pData, uint16_t Size )
{
    HAL_StatusTypeDef status;
    
    status = HAL_I2C_Mem_Write( &hi2c2, FT6336_ADDR, regAdd, 
                                I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, pData, Size, 1000);
    if( status == HAL_OK)
        return FT6336_OK;
    else
        return FT6336_ERROR; 
}

uint8_t ft6336_RdReg( uint16_t regAdd, uint8_t *pData, uint16_t Size )
{
    HAL_StatusTypeDef status;
    
    status = HAL_I2C_Mem_Read( &hi2c2, FT6336_ADDR, regAdd, 
                               I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, pData, Size, 1000);
    if( status == HAL_OK)
        return FT6336_OK;
    else
        return FT6336_ERROR; 
}


int ft6336_Init( void )
{
    uint8_t id;
   
    ft6336_TouchIO_Init();
    ft6336_rest();
    // read chip id 
    ft6336_RdReg(FT_ID_G_FOCALTECH_ID,&id, 1);
    if(id != PANNEL_ID)
    {
        return FT_FALSE;
    }
    return FT_TRUE;
}



/* End of this file */

创建ft6336.h文件，编写如下代码：

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * File Name          : ft6336.h
  * Description        : I2C drive based on STM32F4
  * 
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2024~2029 mingfei.tang
  * All rights reserved.
  *
  *************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __FT6336_H
#define __FT6336_H

#ifdef __cplusplus
 extern "C" {
#endif

#include "stdio.h"
#include "main.h"


#define RCC_TOUCH_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE()

#define GPIO_PORT_TOUCH              GPIOH

#define FT_RST_PIN                   GPIO_PIN_9      //FT6636复位引脚
#define FT_INT_PIN                   GPIO_PIN_10     //FT6636中断引脚

#define FT_RST_L                     HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_TOUCH, FT_RST_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define FT_RST_H                     HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_TOUCH, FT_RST_PIN, GPIO_PIN_SET)



#define FT6336_OK                 1
#define FT6336_ERROR              0

#define FT_TRUE                   1
#define FT_FALSE                  0

#define FT6336_ADDR              0X71

//FT5426 部分寄存器定义 
#define FT_DEVIDE_MODE           0x00         //FT6336模式控制寄存器
#define FT_REG_NUM_FINGER        0x02         //触摸状态寄存器

#define FT_TP1_REG               0X03         //第一个触摸点数据地址
#define FT_TP2_REG               0X09         //第二个触摸点数据地址

#define FT_ID_G_CIPHER_MID       0x9F         //芯片代号（中字节） 默认值0x26
#define FT_ID_G_CIPHER_LOW       0xA0         //芯片代号（低字节） 0x01: Ft6336G  0x02: Ft6336U 
#define FT_ID_G_LIB_VERSION      0xA1         //版本
#define FT_ID_G_CIPHER_HIGH      0xA3         //芯片代号（高字节） 默认0x64 
#define FT_ID_G_MODE             0xA4         //FT6636中断模式控制寄存器
#define FT_ID_G_FOCALTECH_ID     0xA8         //VENDOR ID 默认值为0x11
#define FT_ID_G_THGROUP          0x80         //触摸有效值设置寄存器
#define FT_ID_G_PERIODACTIVE     0x88         //激活状态周期设置寄存器


// MATCH VALUE LIST 
#define PANNEL_ID                0x11


int ft6336_Init( void );
uint8_t ft6336_RdReg( uint16_t regAdd, uint8_t *pData, uint16_t Size );
uint8_t ft6336_WeReg( uint16_t regAdd, uint8_t *pData, uint16_t Size );

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /*__FT6336_H */

6 触摸屏功能实现

6.1 触摸屏应用程序

代码第45行：读取当前触摸点的个数

代码第59行：读取触摸点的值

6.2 源代码

创建usr_touch.c文件，编写如下代码：

/**
  ******************************************************************************
  *                              (c) Copyright 2024, tangmingfei2013@126.com
  *                                      All Rights Reserved
  * @file    usr_touch.c
  * @author  mingfei tang
  * @version V1.0.0
  * @date    2018/03/25
  * @description:
    This source code and any compilation or derivative thereof is the proprietary
    information of mingfei.tang and is confidential in nature.
    Under no circumstances is this software to be combined with any
    Open Source Software in any way or placed under an Open Source License
    of any type without the express written permission of mingfei.tang
  ******************************************************************************
**/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "usr_touch.h"
#include "lcd_drv.h"

extern _lcd_dev lcddev;
const uint16_t touch_press_reg[2]={FT_TP1_REG,FT_TP2_REG};
static int touch_isOK;

void usr_touchInit( void )
{
   touch_isOK = ft6336_Init();
}

uint8_t usr_ScanTouchProcess( stru_pos *pPos)
{
    uint8_t buf[4];
    uint8_t i = 0;
    uint8_t set = FT_FALSE;;
    uint8_t pointNub = 0;
    static uint8_t cnt = 0;
    
    if( touch_isOK == FT_FALSE )
        return set;
    
    cnt++;
    if((cnt%10)==0 || cnt<10)
    {
        // read number of touch points 
        ft6336_RdReg(FT_REG_NUM_FINGER,&pointNub,1);
         
        pointNub= pointNub&0x0f;
        if( pointNub && (pointNub < 3) )
        {
            cnt=0;
            // read the point value 
            pPos->status_bit.tpDown = 1;
            pPos->status_bit.tpPress = 1;
            pPos->status_bit.ptNum = pointNub;
            
            for( i=0; i < CTP_MAX_TOUCH; i++)
            {

                ft6336_RdReg( touch_press_reg[i], buf, 4 );
                if( pPos->status_bit.ptNum )
                {
                    switch(lcddev.dir)
                    {
                        case 0:
                            pPos->xpox[i]=((uint16_t)(buf[0]&0X0F)<<8)+buf[1];
                            pPos->ypox[i]=((uint16_t)(buf[2]&0X0F)<<8)+buf[3];
                            break;
                        case 1:
                            pPos->ypox[i]=lcddev.height-(((uint16_t)(buf[0]&0X0F)<<8)+buf[1]);
                            pPos->xpox[i]=((uint16_t)(buf[2]&0X0F)<<8)+buf[3];
                            break;
                        case 2:
                            pPos->xpox[i]=lcddev.width-(((uint16_t)(buf[0]&0X0F)<<8)+buf[1]);
                            pPos->ypox[i]=lcddev.height-(((uint16_t)(buf[2]&0X0F)<<8)+buf[3]);
                            break;
                        case 3:
                            pPos->ypox[i] = ((uint16_t)(buf[0]&0X0F)<<8)+buf[1];
                            pPos->xpox[i] = lcddev.width-(((uint16_t)(buf[2]&0X0F)<<8)+buf[3]);
                            break;
                    } 
                    printf("x[%d]:%d,y[%d]:%d\r\n",i,pPos->xpox[i],i,pPos->ypox[i]);
                }
            } 
            
            set = FT_TRUE;
            if( pPos->xpox[0]==0 && pPos->ypox[0]==0)
            {
                pPos->status = 0;
            }
        }
    }
    
    if( pPos->status_bit.ptNum == 0)
    { 
        if( pPos->status_bit.tpDown )
        {   
            pPos->status_bit.tpDown = 0;
        }
        else
        { 
            pPos->xpox[0] = 0xffff;
            pPos->ypox[0] = 0xffff;
            pPos->status = 0;
        }
    }
    
    if( cnt>240 )
       cnt=10;
    
    return set;
}


/* End of this file */

创建usr_touch.h文件，编写如下代码：

#ifndef __USR_TOUCH_H
#define __USR_TOUCH_H

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "ft6336.h"

#define CTP_MAX_TOUCH               2

typedef struct
{
   uint8_t ptNum                    : 4;
   uint8_t tpDown                   : 1;
   uint8_t tpPress                  : 1;
   uint8_t res                      : 2;
} Status_bit;

typedef struct
{
    uint16_t xpox[CTP_MAX_TOUCH];
    uint16_t ypox[CTP_MAX_TOUCH];
    union
    {
        uint8_t status;
        Status_bit status_bit;
    };
}stru_pos;

void usr_touchInit( void );
uint8_t usr_ScanTouchProcess( stru_pos *pPos);


#endif  /*  __USR_TOUCH_H */

7 测试

7.1 代码实现

代码110行：初初始化touch接口

代码117行： monitor触摸点

7.2 测试

编译代码下载到板卡中

点击屏幕，运行触摸点信息如下：

原文地址：https://blog.csdn.net/mftang/article/details/139841856

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