Embedded Video Engine – kontrolery paneli dotykowych na każdą kieszeń

fot. TME

W dzisiejszych czasach niezwykłą popularnością cieszą się urządzenia mobilne z wyświetlaczami dotykowymi. Któż z nas nie spotkał się w codziennym życiu ze smartphonem czy tabletem. Popularność tych urządzeń jest tak przytłaczająca, że można postawić pytanie, czy produkcja urządzeń z tradycyjną klawiaturą ma jeszcze sens? Nic więc dziwnego, że producenci urządzeń przemysłowych, podążając za trendem, też starają się umieszczać przejrzyste, graficzne interfejsy użytkownika oparte o panele dotykowe w swoich aplikacjach. Ale co w przypadku, gdy koszt budowy takiego interfejsu zwielokrotnia koszt aplikacji i skazuje popularność urządzenia na fiasko jeszcze przed wprowadzeniem go na rynek? Czy konstruktor zmuszony jest wtedy użyć tradycyjnego interfejsu opartego o mechaniczną klawiaturę i diody LED?

Zbudowanie aplikacji z panelem dotykowym nie jest tanie. Potrzebujemy mikrokontrolera z dużą mocą obliczeniową (zazwyczaj 32-bit lub 64-bit), dużą pamięcią Flash do przechowywania obszernych bibliotek graficznych, dużą pamięcią SRAM niezbędną do przeprowadzania operacji graficznych, a także kontrolera panelu dotykowego na pokładzie. Nie należy zapominać o obsłudze audio. Jakby tego było mało, nasz mikrokontroler musi jeszcze obsłużyć operacje związane z funkcjonowaniem naszej aplikacji. Prowadzi to do znacznego wzrostu kosztów urządzenia, nie wspominając o tysiącach linii kodu jakie musi napisać programista i spędzonych przy tym setek godzin.

W takich sytuacjach niezbędny okaże się układ FT800 EVE (Embedded Video Engine) firmy FTDI. FT800 to 3 w 1, czyli układ łączący w sobie cechy kontrolera wyświetlaczy graficznych QVGA/WQVGA, kontrolera rezystancyjnych paneli dotykowych oraz kontrolera audio. Oznacza to, że w aplikacji możemy zastosować tani 8-bitowy mikrokontroler, gdyż za całość operacji graficznych odpowiada FT800.

EVE został wyposażony w interfejsy SPI/I2C do komunikacji z mikrokontrolerem sterującym, interfejs RGB (6-6-6), wejście sensora panelu dotykowego oraz wyjście audio.

Jak to działa? 

FT800 operuje na obiektach umieszczonych w pamięci układu (ponad 2000 obiektów), które programista dostosowuje do własnych potrzeb. Innymi słowy sterowanie układem FT800 odbywa się poprzez wysyłanie odpowiednich komend, które zostają interpretowane przez układ FT800. Dla przykładu, gdy chcemy zastosować przyciski w naszym interfejsie graficznym wysyłamy komendę cmd_keys(x, y, font, options, w, h, s), gdzie:

x, y – orientacja pionowa, pozioma na wyświetlaczu

font – wybór spośród 31 czcionek dostępnych w pamięci FT800

options – dodatkowe opcje takie jak obramowanie 3D, włączenie efektu „wciśniętego klawisza” itp.

w – szerokość przycisku

h – wysokość przycisku

s – etykieta przycisku

Jeżeli zatem użyjemy komendy cmd_keys(10, 10, 140, 30, 26, 0, „12345”) otrzymamy 5 klawiszy numerycznych umieszczonych w 1 rzędzie:

Ten bardzo prosty przykład obrazuje w skrótowy sposób jak łatwo wstawić obiekt graficzny. Nie zapominajmy jednak, że FT800 steruje także dźwiękiem oraz interpretuje dane z sensora panelu dotykowego. Do tego dochodzi także konfiguracja samego układu. Dla niewprawnego programisty może to przysporzyć nieco problemów. Jednak firma FTDI przyzwyczaiła nas do tego, że jej produkty dają się w bardzo łatwy sposób implementować do aplikacji. Przykładem są chociażby kontrolery USB. Nie inaczej jest w tym przypadku. Programista może użyć łatwego w obsłudze narzędzia jakim jest Visual TFT firmy Mikroelektronika. Pozwala ono w łatwy sposób na konfigurację układu, wstawienie i dostosowanie obiektów na naszym wyświetlaczu graficznym metodą „przeciągnij i upuść”. Visual TFT generuje automatycznie kod w języku C, Basic lub Pascal dla mikrokontrolerów PIC, dsPIC30/33, PIC24, PIC32, AVR oraz ARM. Tak wygenerowany kod daje się skompilować w kompilatorach mikroC, mikroBasic oraz mikroPascal firmy Mikroelektronika.

Kolejnym ułatwieniem dla projektanta są gotowe moduły zawierające układ FT800. Dostępne są ich 3 rodzaje: zestawy „credit card” bez wyświetlacza, zestawy „credit card” z wyświetlaczem oraz kompletne urządzenia zaopatrzone w estetyczną ramkę, gotowe do zabudowy w systemach embedded.

Bez wątpienia układy FT800 są bardzo innowacyjne. Dzięki dużym możliwościom, a zarazem łatwej implementacji oraz przystępnej cenie mogą znaleźć zastosowanie zarówno w mniej zaawansowanych aplikacjach, jak np. automatyka domowa, jak również w tak skomplikowanych projektach jak sterowanie procesami produkcyjnymi.