S3C2440上touchscreen觸摸屏驅(qū)動(dòng)

主 機(jī)：VMWare--Fedora 9

開(kāi)發(fā)板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4

編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2

二、前提知識(shí)

1、Linux輸入子系統(tǒng)(Input Subsystem)：

在Linux中，輸入子系統(tǒng)是由輸入子系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、輸入子系統(tǒng)核心層(Input Core)和輸入子系統(tǒng)事件處理層(Event Handler)組成。其中設(shè)備驅(qū)動(dòng)層提供對(duì)硬件各寄存器的讀寫(xiě)訪問(wèn)和將底層硬件對(duì)用戶輸入訪問(wèn)的響應(yīng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸入事件，再通過(guò)核心層提交給事件處理層；而核心層對(duì)下提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的編程接口，對(duì)上又提供了事件處理層的編程接口；而事件處理層就為我們用戶空間的應(yīng)用程序提供了統(tǒng)一訪問(wèn)設(shè)備的接口和驅(qū)動(dòng)層提交來(lái)的事件處理。所以這使得我們輸入設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部分不在用關(guān)心對(duì)設(shè)備文件的操作，而是要關(guān)心對(duì)各硬件寄存器的操作和提交的輸入事件。下面用圖形來(lái)描述一下這三者的關(guān)系吧！

另外，又找了另一幅圖來(lái)說(shuō)明Linux輸入子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可能更加形象容易理解。如下：

2、輸入子系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層實(shí)現(xiàn)原理：

在Linux中，Input設(shè)備用input_dev結(jié)構(gòu)體描述，定義在input.h中。設(shè)備的驅(qū)動(dòng)只需按照如下步驟就可實(shí)現(xiàn)了。

①、在驅(qū)動(dòng)模塊加載函數(shù)中設(shè)置Input設(shè)備支持input子系統(tǒng)的哪些事件；

②、將Input設(shè)備注冊(cè)到input子系統(tǒng)中；

③、在Input設(shè)備發(fā)生輸入操作時(shí)(如：鍵盤(pán)被按下/抬起、觸摸屏被觸摸/抬起/移動(dòng)、鼠標(biāo)被移動(dòng)/單擊/抬起時(shí)等)，提交所發(fā)生的事件及對(duì)應(yīng)的鍵值/坐標(biāo)等狀態(tài)。

Linux中輸入設(shè)備的事件類(lèi)型有(這里只列出了常用的一些，更多請(qǐng)看linux/input.h中)：

EV_SYN 0x00 同步事件

EV_KEY 0x01 按鍵事件

EV_REL 0x02 相對(duì)坐標(biāo)(如：鼠標(biāo)移動(dòng)，報(bào)告的是相對(duì)最后一次位置的偏移)

EV_ABS 0x03 絕對(duì)坐標(biāo)(如：觸摸屏和操作桿，報(bào)告的是絕對(duì)的坐標(biāo)位置)

EV_MSC 0x04 其它

EV_LED 0x11 LED

EV_SND 0x12 聲音

EV_REP 0x14 Repeat

EV_FF 0x15 力反饋

用于提交較常用的事件類(lèi)型給輸入子系統(tǒng)的函數(shù)有：

void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交按鍵事件的函數(shù)

void input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交相對(duì)坐標(biāo)事件的函數(shù)

void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交絕對(duì)坐標(biāo)事件的函數(shù)

注意，在提交輸入設(shè)備的事件后必須用下列方法使事件同步，讓它告知input系統(tǒng)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)已經(jīng)發(fā)出了一個(gè)完整的報(bào)告：

void input_sync(struct input_dev *dev)

三、觸摸屏驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)步驟

1、硬件原理圖分析：

S3c2440芯片內(nèi)部觸摸屏接口與ADC接口是集成在一起的，硬件結(jié)構(gòu)原理圖請(qǐng)看：S3C2440上ADC驅(qū)動(dòng)實(shí)例開(kāi)發(fā)講解中的圖，其中通道7(XP或AIN7)作為觸摸屏接口的X坐標(biāo)輸入，通道5(YP或AIN5)作為觸摸屏接口的Y坐標(biāo)輸入。在"S3C2440上ADC驅(qū)動(dòng)實(shí)例開(kāi)發(fā)講解"中，AD轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)是由開(kāi)發(fā)板上的一個(gè)電位器產(chǎn)生并通過(guò)通道1(AIN0)輸入的，而這里的模擬信號(hào)則是由點(diǎn)觸觸摸屏所產(chǎn)生的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)兩個(gè)模擬信號(hào)，并分別通過(guò)通道7和通道5輸入。S3c2440提供的觸摸屏接口有4種處理模式，分別是：正常轉(zhuǎn)換模式、單獨(dú)的X/Y位置轉(zhuǎn)換模式、自動(dòng)X/Y位置轉(zhuǎn)換模式和等待中斷模式，對(duì)于在每種模式下工作的要求，請(qǐng)?jiān)敿?xì)查看數(shù)據(jù)手冊(cè)的描述。本驅(qū)動(dòng)實(shí)例將采用自動(dòng)X/Y位置轉(zhuǎn)換模式和等待中斷模式。

注意：在每步中，為了讓代碼邏輯更加有條理和容易理解，就沒(méi)有考慮代碼的順序，比如函數(shù)要先定義后調(diào)用。如果要編譯此代碼，請(qǐng)嚴(yán)格按照C語(yǔ)言的規(guī)范來(lái)調(diào)整代碼的順序。

2、建立觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序my2440_ts.c，首先實(shí)現(xiàn)加載和卸載部分，在驅(qū)動(dòng)加載部分，我們主要做的事情是：?jiǎn)⒂肁DC所需要的時(shí)鐘、映射IO口、初始化寄存器、申請(qǐng)中斷、初始化輸入設(shè)備、將輸入設(shè)備注冊(cè)到輸入子系統(tǒng)。代碼如下：

view plainprint?

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include adc.h>

#include

#include

static struct clk *adc_clk;

static void __iomem *adc_base;

static struct input_dev *ts_dev;

#define DEVICE_NAME "my2440_TouchScreen"

#define WAIT4INT(x) (((x)<<8) | S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | /

S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3))

static int __init ts_init(void)

{

int ret;

adc_clk = clk_get(NULL, "adc");

if(!adc_clk)

{

printk(KERN_ERR "falied to find adc clock source/n");

return -ENOENT;

}

clk_enable(adc_clk);

adc_base = ioremap(S3C2410_PA_ADC, 0x20);

if(adc_base == NULL)

{

printk(KERN_ERR "failed to remap register block/n");

ret = -EINVAL;

goto err_noclk;

}

adc_initialize();

ret = request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SHARED | IRQF_SAMPLE_RANDOM, DEVICE_NAME, 1);

if(ret)

{

printk(KERN_ERR "IRQ%d error %d/n", IRQ_ADC, ret);

ret = -EINVAL;

goto err_nomap;

}

ret = request_irq(IRQ_TC, tc_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, DEVICE_NAME, 1);

if(ret)

{

printk(KERN_ERR "IRQ%d error %d/n", IRQ_TC, ret);

ret = -EINVAL;

goto err_noirq;

}

ts_dev = input_allocate_device();

ts_dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS);

ts_dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);

input_set_abs_params(ts_dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);

input_set_abs_params(ts_dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);

input_set_abs_params(ts_dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);

ts_dev->name = DEVICE_NAME;

ts_dev->id.bustype = BUS_RS232;

ts_dev->id.vendor = 0xDEAD;

ts_dev->id.product = 0xBEEF;

ts_dev->id.version = 0x0101;

input_register_device(ts_dev);

return 0;

err_noclk:

clk_disable(adc_clk);

clk_put(adc_clk);

err_nomap:

iounmap(adc_base);

err_noirq:

free_irq(IRQ_ADC, 1);

return ret;

}

static void adc_initialize(void)

{

writel(S3C2410_ADCCON_PRSCEN | S3C2410_ADCCON_PRSCVL(0xFF), adc_base + S3C2410_ADCCON);

writel(0xffff, adc_base + S3C2410_ADCDLY);

writel(WAIT4INT(0), adc_base + S3C2410_ADCTSC);

}

static void __exit ts_exit(void)

{

disable_irq(IRQ_ADC);

disable_irq(IRQ_TC);

free_irq(IRQ_ADC, 1);

free_irq(IRQ_TC, 1);

iounmap(adc_base);

if(adc_clk)

{

clk_disable(adc_clk);

clk_put(adc_clk);

adc_clk = NULL;

}

input_unregister_device(ts_dev);

}

module_init(ts_init);

module_exit(ts_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("Huang Gang");

MODULE_DESCRIPTION("My2440 Touch Screen Driver");

3、接下來(lái)要做的是，在兩個(gè)中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)觸摸屏狀態(tài)和坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。先看代碼，如下：

view plainprint?

extern struct semaphore ADC_LOCK;

static int OwnADC = 0;

static long xp;

static long yp;

static int count;

#define AUTOPST (S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | /

S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0))

static irqreturn_t tc_irq(int irq, void *dev_id)

{

unsigned long data0;

unsigned long data1;

int updown;

if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0)

{

OwnADC = 1;

data0 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0);

data1 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT1);

updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));

if (updown)

{

touch_timer_fire(0);

}

else

{

OwnADC = 0;

up(&ADC_LOCK);

}

}

return IRQ_HANDLED;

}

static void touch_timer_fire(unsigned long data)

{

unsigned long data0;

unsigned long data1;

int updown;

data0 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0);

data1 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT1);

updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));

if (updown)

{

if (count != 0)

{

long tmp;

tmp = xp;

xp = yp;

yp = tmp;

xp >>= 2;

yp >>= 2;

#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_MY2440_DEBUG

struct timeval tv;

do_gettimeofday(&tv);

printk(KERN_DEBUG "T: d, X: ld, Y: ld/n", (int)tv.tv_usec, xp, yp);

#endif

input_report_abs(ts_dev, ABS_X, xp);

input_report_abs(ts_dev, ABS_Y, yp);

input_report_abs(ts_dev, ABS_PRESSURE, 1);

input_report_key(ts_dev, BTN_TOUCH, 1);

input_sync(ts_dev);

}

xp = 0;

yp = 0;

count = 0;

writel(S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | AUTOPST, adc_base + S3C2410_ADCTSC);

writel(readl(adc_base + S3C2410_ADCCON) | S3C2410_ADCCON_ENABLE_START, adc_base + S3C2410_ADCCON);

}

else

{

count = 0;

input_report_key(ts_dev, BTN_TOUCH, 0);

input_report_abs(ts_dev, ABS_PRESSURE, 0);

input_sync(ts_dev);

writel(WAIT4INT(0), adc_base + S3C2410_ADCTSC);

if (OwnADC)

{

OwnADC = 0;

up(&ADC_LOCK);

}

}

}

static struct timer_list touch_timer = TIMER_INITIALIZER(touch_timer_fire, 0, 0);

static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)

{

unsigned long data0;

unsigned long data1;

if(OwnADC)

{

data0 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0);

data1 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT1);

xp += data0 & S3C2410_ADCDAT0_XPDATA_MASK;

yp += data1 & S3C2410_ADCDAT1_YPDATA_MASK;

count++;

if (count < (1<<2))

{

writel(S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | AUTOPST, adc_base + S3C2410_ADCTSC);

writel(readl(adc_base + S3C2410_ADCCON) | S3C2410_ADCCON_ENABLE_START, adc_base + S3C2410_ADCCON);

}

else

{

mod_timer(&touch_timer, jiffies + 1);

writel(WAIT4INT(1), adc_base + S3C2410_ADCTSC);

}

}

return IRQ_HANDLED;

}

我們從整體上描述轉(zhuǎn)換這個(gè)的過(guò)程：

(1)如果觸摸屏感覺(jué)到觸摸，則觸發(fā)觸摸屏中斷即進(jìn)入tc_irq，獲取ADC_LOCK后判斷觸摸屏狀態(tài)為按下，則調(diào)用touch_timer_fire啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換；

(2)當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后，觸發(fā)ADC中斷即進(jìn)入adc_irq，如果這一次轉(zhuǎn)換的次數(shù)小于4，則重新啟動(dòng)ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如果4次完畢后，啟動(dòng)1個(gè)時(shí)間滴答的定時(shí)器，停止ADC轉(zhuǎn)換，也就是說(shuō)在這個(gè)時(shí)間滴答內(nèi)，ADC轉(zhuǎn)換是停止的；

(3)這里為什么要在1個(gè)時(shí)間滴答到來(lái)之前停止ADC的轉(zhuǎn)換呢？這是為了防止屏幕抖動(dòng)。

(4)如果1個(gè)時(shí)間滴答到來(lái)則進(jìn)入定時(shí)器服務(wù)程序touch_timer_fire，判斷觸摸屏仍然處于按下?tīng)顟B(tài)則上報(bào)事件和轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，并重啟ADC轉(zhuǎn)換，重復(fù)第(2)步；

(5)如果觸摸抬起了，則上報(bào)釋放事件，并將觸摸屏重新設(shè)置為等待中斷狀態(tài)。