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S3C2440触摸屏驱动移植简述

分类： LINUX

2013-09-07 23:50:17

1. 电阻式触摸屏的原理    

    触摸屏已经在现实生活中大量使用，比如银行的自动存/取款机等。触摸屏的种类有很多，比如超声波触摸屏、红外触摸屏、电容触摸屏、电阻触摸屏等。
    电阻触摸屏由于造价低廉，在电气上可以直接接入用户的系统中而得到大量使用。电阻触摸屏有几种类型，比如“四线”，“五线”和“八线”。线越多，精度就越高，温度漂移也就越少，但基本的操作是一样的。它本质上是个电阻分压器，将矩形区域中触摸点（x,y）的物理位置转换为代表x坐标和y坐标的电压。


2. S3C2440触摸屏接口    

    S3C2440的触摸屏接口可以驱动四线电阻触摸屏，其接口结构如下：


    其接四线电阻触摸屏的等效电路如下：



3. 等效原理图分析

    触摸屏首先需要进入“等待中断模式”，去检测触摸屏被按下或被释放。
    检测按下操作：此时只有S5 和S4 是被接通的，Y_ADC处为高电平，当触摸屏被按下时，X轴和Y轴就被接通，这样Y_ADC就会检测到高电压到低电压的转变，从而触发INC_TC中断。
    检测触摸屏弹起是同样的道理：此时依然只有S5 和S4 是接通的，在按下后到释放前，Y_ADC处都为低电平，当释放后，X轴和Y轴分离，这样Y_ADC就会检测到低电平到高电平的转变，从而触发INC_TC中断。
    那么怎么知道INC_TC中断是由触摸屏被按下触发的还是被释放触发的呢？这个在2440中非常简单，因为可以通过ADCDATX寄存器中UPDOWN位得到相应信息。同样可以通过设置ADCTSC寄存器的UD_SEN位来设定“等待中断模式”是去检测按下还是释放。

    当触摸屏被按下后，我们就需要去得到相应的坐标信息。
    检测X坐标：此时只有S1 和S3接地，这样X轴就有电压分布，因为按下的状态，X轴和Y轴是相通的，所以X_ADC就被接在触摸点处，自然就可以得到相应的分压，自然也就得到了相应的坐标（需要上层做转换）。
    检测Y坐标：此时只有S2 和S4接地，这样Y轴就有电压分布，因为按下的状态，X轴和Y轴是相通的，所以Y_ADC就被接在触摸点处，自然就可以得到相应的分压。
    S3C2440有“分离的X/Y轴坐标转换模式”和“自动X/Y轴坐标转换模式”两种转换模式，我们一般使用后者，这样就设置相应的寄存器后，硬件会自动完成相应的转换工作，并将结果写入ADCDATX寄存器中的前10位中（2440的ADC分辨率为10位），然后触发INC_ADC中断。


4. 源程序分析

点击(此处)折叠或打开

  1. #include <linux/input.h>
  2. #include <linux/module.h>
  3. #include <linux/init.h>
  4. #include <linux/interrupt.h>
  5. #include <linux/clk.h>

  7. #include <asm/io.h>
  8. #include <asm/delay.h>
  9. #include <asm/arch/regs-adc.h>
  10. #include <asm/irq.h>
  11. #include <asm/arch/regs-irq.h>


  14. //#define DEBUG_TS

  16. #define TCMODNAME     "ts_touch"
  17. #define ADCMODNAME    "ts_adc"

  19. #define S3C2440_TS_ABS_X_MIN    0
  20. #define S3C2440_TS_ABS_X_MAX    0x3ff
  21. #define S3C2440_TS_ABS_Y_MIN    0
  22. #define S3C2440_TS_ABS_Y_MAX    0x3ff

  24. #define PEN_DOWN (0 << 8)
  25. #define PEN_UP (1 << 8)

  27. //进入等待中断模式，等待触摸屏被按下
  28. #define WAIT_DOWN_INT() { \
  29.                             writel(PEN_DOWN | \
  30.                             S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | \
  31.                             S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | \
  32.                             S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
  33.                             S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3), S3C2410_ADCTSC); \
  34.                         }
  35.                         
  36. //进入等待中断模式，等待触摸屏被按下
  37. #define WAIT_UP_INT() { \
  38.                             writel(PEN_UP | \
  39.                             S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | \
  40.                             S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | \
  41.                             S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
  42.                             S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3), S3C2410_ADCTSC); \
  43.                         }
  44.                         
  45. //使能ADC转换
  46. #define ENABLE_START()    { \
  47.                             writel( \
  48.                             readl(S3C2410_ADCCON) | \
  49.                             S3C2410_ADCCON_ENABLE_START , \
  50.                             S3C2410_ADCCON); \
  51.                         }

  53. //进入自动X/Y坐标转换模式
  54. #define AUTO_PST_INT() { \
  55.                             writel( \
  56.                             S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | \
  57.                             S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | \
  58.                             S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0), S3C2410_ADCTSC); \
  59.                             ENABLE_START(); \
  60.                         }

  62. //定义每个触摸点采样的次数
  63. #define CVR_CNT    10

  65. struct s3c24xx_ts_dev {
  66.     struct input_dev *dev;
  67.     struct clk *clk;
  68.     unsigned int cnt; //for adc
  69.     int px[CVR_CNT];
  70.     int py[CVR_CNT];
  71.     unsigned int oflag; //for ts
  72. };
  73. static struct s3c24xx_ts_dev *ts_devp;

  75. //定义一个延时队列，将坐标相关工作移到中断下半部完成
  76. static void do_adc_convert(struct work_struct *work);
  77. static DECLARE_DELAYED_WORK(ts_work, do_adc_convert);


  80. //检测是否是按下模式
  81. static unsigned int get_down_status(void)
  82. {
  83.     return !((readl(S3C2410_ADCDAT0) & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN) >> 15) &&
  84.                 !((readl(S3C2410_ADCDAT1) & S3C2410_ADCDAT1_UPDOWN) >> 15); //通过读取ADCDATX的第15位，等到相关信息
  85. }

  87. //计算平均值，并将最小和最大的两个数据丢弃
  88. static int get_truth_value(int *dat, unsigned int cnt)
  89. {
  90.     int tmp_min, tmp_max, tmp_val, tmp_sum = 0;
  91.     unsigned int i;

  93.     tmp_min = dat[0];
  94.     tmp_max = dat[0];
  95.     
  96.     for (i = 0; i < cnt-1; i++) {
  97.         if(tmp_min > dat[i])
  98.             tmp_min = dat[i];
  99.         if(tmp_max < dat[i])
  100.             tmp_max = dat[i];
  101.         tmp_sum += dat[i];
  102.     }

  104.     tmp_val = (tmp_sum - tmp_min - tmp_max) / (cnt - 2);

  106.     return tmp_val;
  107. }

  109. //获取ADC转换数据，进行累加，平均，之后提交输入事件。
  110. static void do_adc_convert(struct work_struct *work)
  111. {
  112.     int absx = 0, absy = 0;

  114.     #ifdef DEBUG_TS
  115.         printk("[do_adc_convert] start!\n");
  116.     #endif
  117.         
  118.     if (get_down_status()) {    //按下状态，读取X轴和Y轴数据。    
  119.         absy = (readl(S3C2410_ADCDAT0) & S3C2410_ADCDAT0_XPDATA_MASK);     //发现对应的X和Y轴颠倒，故修正
  120.         absx = (readl(S3C2410_ADCDAT1) & S3C2410_ADCDAT1_YPDATA_MASK);

  122.         ts_devp->px[ts_devp->cnt] = absx; //累加相应坐标的数据，并累加次数
  123.         ts_devp->py[ts_devp->cnt] = absy;
  124.         ts_devp->cnt++;
  125.         
  126.         if (ts_devp->cnt >= CVR_CNT) { //当转换的次数达到预设的值，则调用get_truth_value()求均值
  127.             
  128.             absx = get_truth_value(ts_devp->px, ts_devp->cnt);
  129.             absy = get_truth_value(ts_devp->py, ts_devp->cnt);
  130.             ts_devp->cnt = 0;
  131.         
  132.             input_report_key(ts_devp->dev, BTN_TOUCH, 1); //向输入核心层提交相关数据
  133.             input_report_abs(ts_devp->dev, ABS_X, absx);
  134.             input_report_abs(ts_devp->dev, ABS_Y, absy);
  135.             input_sync(ts_devp->dev);

  137.             #ifdef DEBUG_TS
  138.                 printk("absx is %3d, absy is %3d \n\n", absx, absy);
  139.             #endif

  141.             WAIT_UP_INT(); //进入等待释放模式
  142.             schedule_delayed_work(&ts_work, 10); //进行延时调用，如果是长按或是在滑动，还是会进入自动转换模式，这个比较关键，否则无法得到滑动的坐标点
  143.             #ifdef DEBUG_TS
  144.                 printk("WAIT_UP_INT ADCTSC is 0x%x \n", readl(S3C2410_ADCTSC));            
  145.             #endif    
  146.         } else { //如果转换次数不够，则继续采样
  147.             AUTO_PST_INT(); //必须再次设置自动转换并使能ADC，否则S3C2410_ADCDAT0的值有问题
  148.         }
  149.     }
  150. }

  152. //初始化相应的ADC寄存器，设置分频，并进入等待按下模式
  153. static int init_s3c24xx_adcreg(void)
  154. {
  155.     unsigned long reg_tmp;

  157.     reg_tmp = S3C2410_ADCCON_PRSCEN |         // prescaler enable
  158.              S3C2410_ADCCON_PRSCVL(19);    // PCLK=50MHz, AD_CLK<=2.5MHz, AD_CLK = PCLK / (PRSCVL + 1)
  159.     writel(reg_tmp, S3C2410_ADCCON);
  160.     #ifdef DEBUG_TS
  161.         printk("the ADCCON is 0x%x \n", readl(S3C2410_ADCCON));            
  162.     #endif

  164.     writel(5000, S3C2410_ADCDLY);

  166.     WAIT_DOWN_INT(); //自动等待模式(按下)
  167.     #ifdef DEBUG_TS
  168.         printk("the ADCTSC is 0x%x \n", readl(S3C2410_ADCTSC));            
  169.     #endif    

  171. }

  173. //发生INC_TC中断时，会进入此函数
  174. static irqreturn_t ts_touch_interrupt(int irq, void *dev_id)
  175. {    
  176.     
  177.     #ifdef DEBUG_TS
  178.         printk("[ts_touch_interrupt] start!\n");
  179.     #endif

  181.     #if 0
  182.     if (get_down_status() && !ts_devp->oflag) {
  183.     #else    
  184.     if (get_down_status()) {
  185.     #endif
  186. //        disable_irq_nosync(irq);
  187. //        ts_devp->oflag = 1;
  188.         AUTO_PST_INT();    
  189.         
  190.         #ifdef DEBUG_TS
  191.             printk("touch down \n\n");
  192.         #endif
  193.     } else {
  194.         input_report_key(ts_devp->dev, BTN_TOUCH, 0);
  195.         input_sync(ts_devp->dev);

  197.         #ifdef DEBUG_TS
  198.             printk("[ts_touch_interrupt] touch up \n\n\n\n");
  199.         #endif

  201.         WAIT_DOWN_INT();
  202. //        ts_devp->oflag = 0;
  203.         #ifdef DEBUG_TS
  204.             printk("WAIT_DOWN_INT ADCTSC is 0x%x \n", readl(S3C2410_ADCTSC));            
  205.         #endif    
  206.     }
  207.     return IRQ_HANDLED;    
  208. }

  210. //发生INC_ADC中断时，会进入此函数
  211. static irqreturn_t ts_adc_interrupt(int irq, void *dev_id)
  212. {
  213.     #ifdef DEBUG_TS
  214.         printk("[ts_adc_interrupt] start!\n");
  215.     #endif
  216.     
  217.     schedule_delayed_work(&ts_work, 0); //立即启动ts_work队列，调用do_adc_convert()
  218.     
  219.     return IRQ_HANDLED;
  220. }


  223. /*
  224.  * The functions for inserting/removing us as a module.
  225.  */

  227. static int __init s3c24xx_ts_init(void)
  228. {
  229.     int err;

  231.     ts_devp = kzalloc(sizeof(struct s3c24xx_ts_dev), GFP_KERNEL);
  232.     if (!ts_devp)
  233.         return -ENOMEM;
  234.     
  235.     ts_devp->clk = clk_get(NULL, "adc");
  236.     clk_enable(ts_devp->clk);

  238.     init_s3c24xx_adcreg();

  240.     ts_devp->dev = input_allocate_device();
  241.     if (!ts_devp->dev)
  242.         return -ENOMEM;

  244.     ts_devp->dev->name = "s3c24xx_touchscreen";
  245.     ts_devp->dev->phys = "s3c24xx/input0";
  246.     ts_devp->dev->id.bustype = BUS_RS232;
  247.     ts_devp->dev->id.vendor = 0xdead;
  248.     ts_devp->dev->id.product = 0xbeef;
  249.     ts_devp->dev->id.version = 0x0101;
  250.     
  251.     ts_devp->dev->evbit[0] = BIT(EV_ABS) | BIT(EV_KEY);
  252.     ts_devp->dev->keybit[LONG(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);

  254.     input_set_abs_params(ts_devp->dev, ABS_X,
  255.         S3C2440_TS_ABS_X_MIN, S3C2440_TS_ABS_X_MAX, 0, 0);
  256.     input_set_abs_params(ts_devp->dev, ABS_Y,
  257.         S3C2440_TS_ABS_Y_MIN, S3C2440_TS_ABS_Y_MAX, 0, 0);
  258.     //input_set_abs_params(s3c24xx_ts_dev, ABS_PRESSURE,
  259.     //    0, 1, 0, 0);

  261.     if (request_irq(IRQ_TC, ts_touch_interrupt ,
  262.             IRQF_DISABLED, TCMODNAME, NULL) < 0) {
  263.         printk(KERN_ERR "s3c24xx_ts_input.c: Can't allocate irq %d\n",
  264.              IRQ_TC);
  265.         err = -EBUSY;
  266.         goto fail1;
  267.     }

  269.     if (request_irq(IRQ_ADC, ts_adc_interrupt,
  270.             IRQF_DISABLED, ADCMODNAME, NULL) < 0) {
  271.         printk(KERN_ERR "s3c24xx_ts_input.c: Can't allocate irq %d\n",
  272.              IRQ_ADC);
  273.         err = -EBUSY;
  274.         goto fail2;
  275.     }
  276.         
  277.     err = input_register_device(ts_devp->dev);
  278.     if (err)
  279.         goto fail3;
  280.     
  281.     return 0;

  283. fail3:
  284.     free_irq(IRQ_ADC, NULL);
  285.     
  286. fail2:
  287.     free_irq(IRQ_TC, NULL);
  288.     cancel_delayed_work(&ts_work);
  289.     flush_scheduled_work();

  291. fail1:
  292.     input_free_device(ts_devp->dev);
  293.     return err;
  294. }

  296. static void __exit s3c24xx_ts_exit(void)
  297. {
  298.     input_unregister_device(ts_devp->dev);
  299.     
  300.     free_irq(IRQ_ADC, NULL);
  301.     free_irq(IRQ_TC, NULL);
  302.     
  303.     cancel_delayed_work(&ts_work);
  304.     flush_scheduled_work();
  305.     
  306.     input_free_device(ts_devp->dev);
  307.     
  308.     kfree(ts_devp);
  309. }

  311. module_init(s3c24xx_ts_init);
  312. module_exit(s3c24xx_ts_exit);


5. 触摸的方式思考

    触摸的状态有几种？ 两种，按下和释放？？ 这应该是大部分人的第一反应。我在初期移植的时候也是这种思维，所以走了很多弯路。
    其实应该分为：“短按”，“长按”，“滑动”，“释放”，这样才能更好的完成人际互动，实现例如绘图、手写等操作。
     那么怎么样才能正确检测这些操作呢？最好的办法就是当触摸按下后，在没有弹起来之前就按照一定的频率去采样X/Y轴的坐标，并提交上去，这样上层应用就可以等到这些信息，然后判断是什么样的操作。

    


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