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需求了解S3C2440触摸屏驱动的原理及其使用

需要了解S3C2440触摸屏驱动的原理及其应用-在Linux中,输入子系统是由输入子系统设备驱动层、输入子系统核心层(Input Core)和输入子系统事件处理层(Event Handler)组成。其中设备驱动层提供对硬件各寄存器的读写访问和将底层硬件对用户输入访问的响应转换为标准的输入事件,再通过核心层提交给事件处理层

一、开发环境

主  机:VMWare–Fedora 9

开发板:Mini2440–64MB Nand, Kernel:2.6.30.4

编译器:armlinux-gcc-4.3.2

二、条件常识

1、Linux输入子体系(Input Subsystem):

在Linux中,输入子体系是由输入子体系设备驱动层、输入子体系核心层(Input Core)和输入子体系工作处理层(Event Handler)组成。其间设备驱动层供给对硬件各寄存器的读写拜访和将底层硬件对用户输入拜访的呼应转化为标准的输入工作,再经过核心层提交给工作处理层;而核心层对下供给了设备驱动层的编程接口,对上又供给了工作处理层的编程接口;而工作处理层就为咱们用户空间的应用程序供给了一致拜访设备的接口和驱动层提交来的工作处理。所以这使得咱们输入设备的驱动部分不在用关怀对设备文件的操作,而是要关怀对各硬件寄存器的操作和提交的输入工作。下面用图形来描绘一下这三者的联系吧!

别的,又找了另一幅图来阐明Linux输入子体系的结构,或许愈加形象简单了解。如下:


2、输入子体系设备驱动层完成原理:

在Linux中,Input设备用input_dev结构体描绘,界说在input.h中。设备的驱动只需依照如下进程就可完成了。
①、在驱动模块加载函数中设置Input设备支撑input子体系的哪些工作;
②、将Input设备注册到input子体系中;
③、在Input设备发生输入操作时(如:键盘被按下/抬起、接触屏被接触/抬起/移动、鼠标被移动/单击/抬起时等),提交所发生的工作及对应的键值/坐标等状况。

Linux中输入设备的工作类型有(这儿只列出了常用的一些,更多请看linux/input.h中):

EV_SYN     0x00     同步工作
EV_KEY     0x01     按键工作
EV_REL     0x02     相对坐标(如:鼠标移动,陈述的是相对最终一次方位的偏移)
EV_ABS     0x03     肯定坐标(如:接触屏和操作杆,陈述的是肯定的坐标方位)
EV_MSC     0x04     其它
EV_LED     0x11     LED
EV_SND     0x12     声响
EV_REP     0x14     Repeat
EV_FF      0x15     力反馈


用于提交较常用的工作类型给输入子体系的函数有:

void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交按键工作的函数
void input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交相对坐标工作的函数
void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交肯定坐标工作的函数


留意,在提交输入设备的工作后必须用下列办法使工作同步,让它奉告input体系,设备驱动现已发出了一个完好的陈述:

void input_sync(struct input_dev *dev)


三、接触屏驱动的完成进程

1、硬件原理图剖析:

S3c2440芯片内部接触屏接口与ADC接口是集成在一起的,硬件结构原理图请看:S3C2440上ADC驱动实例开发解说中的图,其间通道7(XP或AIN7)作为接触屏接口的X坐标输入,通道5(YP或AIN5)作为接触屏接口的Y坐标输入。在”S3C2440上ADC驱动实例开发解说”中,AD转化的模仿信号是由开发板上的一个电位器发生并经过通道1(AIN0)输入的,而这儿的模仿信号则是由点触接触屏所发生的X坐标和Y坐标两个模仿信号,并别离经过通道7和通道5输入。S3c2440供给的接触屏接口有4种处理形式,别离是:正常转化形式、独自的X/Y方位转化形式、主动X/Y方位转化形式和等候中止形式,关于在每种形式下作业的要求,请具体检查数据手册的描绘。本驱动实例将选用主动X/Y方位转化形式和等候中止形式。

留意:在每步中,为了让代码逻辑愈加有条理和简单了解,就没有考虑代码的次序,比方函数要先界说后调用。假如要编译此代码,请严厉依照C言语的标准来调整代码的次序。

2、树立接触屏驱动程序my2440_ts.c,首要完成加载和卸载部分,在驱动加载部分,咱们首要做的工作是:启用ADC所需求的时钟、映射IO口、初始化寄存器、请求中止、初始化输入设备、将输入设备注册到输入子体系。代码如下:

#include #include #include #include #include #include #include #include
#include

/*用于保存从渠道时钟列表中获取的ADC时钟*/
static struct clk *adc_clk;

/*界说了一个用来保存经过虚拟映射后的内存地址*/
staTIc void __iomem *adc_base;

/*界说一个输入设备来标明咱们的接触屏设备*/
staTIc struct input_dev *ts_dev;

/*设备称号*/
#define DEVICE_NAME    “my2440_TouchScreen”

/*界说一个WAIT4INT宏,该宏将对ADC接触屏操控寄存器进行操作
S3C2410_ADCTSC_YM_SEN这些宏都界说在regs-adc.h中*/
#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;

    /*从渠道时钟行列中获取ADC的时钟,这儿为什么要获得这个时钟,由于ADC的转化频率跟时钟有关。
    体系的一些时钟界说在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/
    adc_clk = clk_get(NULL, “adc”);
    if(!adc_clk)
    {
        /*过错处理*/
        printk(KERN_ERR “falied to find adc clock source\n”);
        return -ENOENT;
    }

    /*时钟获取后要使能后才干够运用,clk_enable界说在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/
    clk_enable(adc_clk);

    /*将ADC的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址,ioremap界说在io.h中。
     留意:IO空间要映射后才干运用,今后对虚拟地址的操作便是对IO空间的操作,
     S3C2410_PA_ADC是ADC操控器的基地址,界说在mach-s3c2410/include/mach/map.h中,0x20是虚拟地址长度巨细*/
    adc_base = ioremap(S3C2410_PA_ADC, 0x20);
    if(adc_base == NULL)
    {
        /*过错处理*/
        printk(KERN_ERR “failed to remap register block\n”);
        ret = -EINVAL;
        goto err_noclk;
    }

    /*初始化ADC操控寄存器和ADC接触屏操控寄存器*/
    adc_iniTIalize();

    /*请求ADC中止,AD转化完成后触发。这儿运用同享中止IRQF_SHARED是由于该中止号在ADC驱动中也运用了,
    最终一个参数1是随便给的一个值,由于假如不给值设为NULL的话,中止就请求不成功*/
    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;
    }

    /*请求接触屏中止,对接触屏按下或提笔时触发*/
    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;
    }

    /*给输入设备请求空间,input_allocate_device界说在input.h中*/
    ts_dev = input_allocate_device();

    /*下面初始化输入设备,即给输入设备结构体input_dev的成员设置值。
    evbit字段用于描绘支撑的工作,这儿支撑同步工作、按键工作、肯定坐标工作,
    BIT宏实践便是对1进行位操作,界说在linux/bitops.h中*/
    ts_dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS);
    
    /*keybit字段用于描绘按键的类型,在input.h中界说了许多,这儿用BTN_TOUCH类型来标明接触屏的点击*/
    ts_dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);

    /*关于接触屏来说,运用的是肯定坐标体系。这儿设置该坐标体系中X和Y坐标的最小值和最大值(0-1023规模)
    ABS_X和ABS_Y就标明X坐标和Y坐标,ABS_PRESSURE就标明接触屏是按下仍是抬起状况*/
    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);

    /*以下是设置接触屏输入设备的身份信息,直接在这儿写死。
    这些信息能够在驱动挂载后在/proc/bus/input/devices中检查到*/
    ts_dev->name          = DEVICE_NAME;   /*设备称号*/
    ts_dev->id.bustype    = BUS_RS232;     /*总线类型*/    
    ts_dev->id.vendor     = 0xDEAD;        /*经销商ID号*/
    ts_dev->id.product    = 0xBEEF;        /*产品ID号*/
    ts_dev->id.version    = 0x0101;        /*版别ID号*/

    /*好了,一些都准备就绪,现在就把ts_dev接触屏设备注册到输入子体系中*/
    input_register_device(ts_dev);

    return 0;

/*下面是过错跳转处理*/
err_noclk:
    clk_disable(adc_clk);
    clk_put(adc_clk);

err_nomap:
    iounmap(adc_base);

err_noirq:
    free_irq(IRQ_ADC, 1);

    return ret;
}

/*初始化ADC操控寄存器和ADC接触屏操控寄存器*/
static void adc_initialize(void)
{
    /*计算结果为(二进制):111111111000000,再依据数据手册得知
    此处是将AD转化预订标器值设为255、AD转化预订标器使能有用*/
    writel(S3C2410_ADCCON_PRSCEN | S3C2410_ADCCON_PRSCVL(0xFF), adc_base + S3C2410_ADCCON);

    /*对ADC开端延时寄存器进行设置,延时值为0xffff*/
    writel(0xffff, adc_base + S3C2410_ADCDLY);

    /*WAIT4INT宏计算结果为(二进制):11010011,再依据数据手册得知
    此处是将ADC接触屏操控寄存器设置成等候中止形式*/
    writel(WAIT4INT(0), adc_base + S3C2410_ADCTSC);
}

static void __exit ts_exit(void)
{
    /*屏蔽和开释中止*/
    disable_irq(IRQ_ADC);
    disable_irq(IRQ_TC);
    free_irq(IRQ_ADC, 1);
    free_irq(IRQ_TC, 1);

    /*开释虚拟地址映射空间*/
    iounmap(adc_base);

    /*屏蔽和毁掉时钟*/
    if(adc_clk)
    {
        clk_disable(adc_clk);
        clk_put(adc_clk);
        adc_clk = NULL;
    }

    /*将接触屏设备从输入子体系中刊出*/
    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、接下来要做的是,在两个中止服务程序中完成接触屏状况和坐标的转化。先看代码,如下:

/*界说一个外部的信号量ADC_LOCK,由于ADC_LOCK在ADC驱动程序中已声明
这样就能确保ADC资源在ADC驱动和接触屏驱动中进行互斥拜访*/
extern struct semaphore ADC_LOCK;

/*做为一个标签,只要对接触屏操作后才对X和Y坐标进行转化*/
static int OwnADC = 0;

/*用于记载转化后的X坐标值和Y坐标值*/
static long xp;
static long yp;

/*用于计数对接触屏压下或抬起时模仿输入转化的次数*/
static int count;

/*界说一个AUTOPST宏,将ADC接触屏操控寄存器设置成主动转化形式*/
#define AUTOPST    (S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
                S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0))

/*接触屏中止服务程序,对接触屏按下或提笔时触发履行*/
static irqreturn_t tc_irq(int irq, void *dev_id)
{
    /*用于记载这一次AD转化后的值*/
    unsigned long data0;
    unsigned long data1;

    /*用于记载接触屏操作状况是按下仍是抬起*/
    int updown;

    /*ADC资源能够获取,即上*/
    if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0)
    {
        /*标识对接触屏进行了操作*/
        OwnADC = 1;

        /*读取这一次AD转化后的值,留意这次首要读的是状况*/
        data0 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0);
        data1 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT1);

        /*记载这一次对接触屏是压下仍是抬起,该状况保存在数据寄存器的第15位,所以与上S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN*/
        updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));

        /*判别接触屏的操作状况*/
        if (updown)
        {
            /*假如是按下状况,则调用touch_timer_fire函数来发动ADC转化,该函数界说后边再讲*/
            touch_timer_fire(0);
        }
        else
        {
            /*假如是抬起状况,就结束了这一次的操作,所以就开释ADC资源的占有*/
            OwnADC = 0;
            up(&ADC_LOCK);
        }
    }

    return IRQ_HANDLED;
}

static void touch_timer_fire(unsigned long data)
{
    /*用于记载这一次AD转化后的值*/
      unsigned long data0;
      unsigned long data1;

    /*用于记载接触屏操作状况是按下仍是抬起*/
    int updown;

    /*读取这一次AD转化后的值,留意这次首要读的是状况*/
      data0 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0);
    data1 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT1);

    /*记载这一次对接触屏是压下仍是抬起,该状况保存在数据寄存器的第15位,所以与上S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN*/
     updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));

    /*判别接触屏的操作状况*/
     if (updown)
    {
        /*假如状况是按下,而且ADC现已转化了就陈述工作和数据*/
         if (count != 0)
        {
            long tmp;
                                                                                                 
            tmp = xp;
            xp = yp;
            yp = tmp;
                                                                                                 
            xp >>= 2;
            yp >>= 2;

#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_MY2440_DEBUG
            /*接触屏调试信息,编译内核时选上此项后,点击接触屏会在终端上打印出坐标信息*/
            struct timeval tv;
            do_gettimeofday(&tv);
            printk(KERN_DEBUG “T: %06d, X: %03ld, Y: %03ld\n”, (int)tv.tv_usec, xp, yp);
#endif

            /*陈述X、Y的肯定坐标值*/
             input_report_abs(ts_dev, ABS_X, xp);
             input_report_abs(ts_dev, ABS_Y, yp);

            /*陈述接触屏的状况,1标明接触屏被按下*/
            input_report_abs(ts_dev, ABS_PRESSURE, 1);

            /*陈述按键工作,键值为1(代表接触屏对应的按键被按下)*/
             input_report_key(ts_dev, BTN_TOUCH, 1);

            /*等候接收方遭到数据后回复承认,用于同步*/
             input_sync(ts_dev);
         }

        /*假如状况是按下,而且ADC还没有开端转化就发动ADC进行转化*/
         xp = 0;
         yp = 0;
         count = 0;

        /*设置接触屏的形式为主动转化形式*/
         writel(S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | AUTOPST, adc_base + S3C2410_ADCTSC);

        /*发动ADC转化*/
         writel(readl(adc_base + S3C2410_ADCCON) | S3C2410_ADCCON_ENABLE_START, adc_base + S3C2410_ADCCON);
     }
    else
    {
        /*不然是抬起状况*/
         count = 0;

        /*陈述按键工作,键值为0(代表接触屏对应的按键被开释)*/
         input_report_key(ts_dev, BTN_TOUCH, 0);

        /*陈述接触屏的状况,0标明接触屏没被按下*/
         input_report_abs(ts_dev, ABS_PRESSURE, 0);

        /*等候接收方遭到数据后回复承认,用于同步*/
         input_sync(ts_dev);

        /*将接触屏从头设置为等候中止状况*/
         writel(WAIT4INT(0), adc_base + S3C2410_ADCTSC);

        /*假如接触屏抬起,就意味着这一次的操作结束,所以就开释ADC资源的占有*/
        if (OwnADC)
        {
            OwnADC = 0;
            up(&ADC_LOCK);
        }
     }
}

/*界说并初始化了一个定时器touch_timer,定时器服务程序为touch_timer_fire*/
static struct timer_list touch_timer = TIMER_INITIALIZER(touch_timer_fire, 0, 0);

/*ADC中止服务程序,AD转化完成后触发履行*/
static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)
{
    /*用于记载这一次AD转化后的值*/
    unsigned long data0;
    unsigned long data1;

    if(OwnADC)
    {
        /*读取这一次AD转化后的值,留意这次首要读的是坐标*/
        data0 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0);
        data1 = readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT1);

        /*记载这一次经过AD转化后的X坐标值和Y坐标值,依据数据手册可知,X和Y坐标转化数值
        别离保存在数据寄存器0和1的第0-9位,所以这儿与上S3C2410_ADCDAT0_XPDATA_MASK便是取0-9位的值*/
        xp += data0 & S3C2410_ADCDAT0_XPDATA_MASK;
        yp += data1 & S3C2410_ADCDAT1_YPDATA_MASK;

        /*计数这一次AD转化的次数*/
        count++;

        if (count < (1<<2))
        {
            /*假如转化的次数小于4,则从头发动ADC转化*/
            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
        {
            /*不然,发动1个时刻滴答的定时器,这是就会去履行定时器服务程序上报工作和数据*/
            mod_timer(&touch_timer, jiffies + 1);
            writel(WAIT4INT(1), adc_base + S3C2410_ADCTSC);
        }
    }

    return IRQ_HANDLED;
}

咱们从全体上描绘转化这个的进程:
(1)假如接触屏感觉到接触,则触发接触屏中止即进入tc_irq,获取ADC_LOCK后判别接触屏状况为按下,则调用touch_timer_fire发动ADC转化;
(2)当ADC转化发动后,触发ADC中止即进入adc_irq,假如这一次转化的次数小于4,则从头发动ADC进行转化,假如4次结束后,发动1个时刻滴答的定时器,中止ADC转化,也便是说在这个时刻滴答内,ADC转化是中止的;
(3)这儿为什么要在1个时刻滴答到来之前中止ADC的转化呢?这是为了避免屏幕颤动。
(4)假如1个时刻滴答到来则进入定时器服务程序touch_timer_fire,判别接触屏依然处于按下状况则上报工作和转化的数据,并重启ADC转化,重复第(2)步;
(5)假如接触抬起了,则上报开释工作,并将接触屏从头设置为等候中止状况。

 

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