第二期驱动篇——4.2 触摸屏驱动—完善程序与使用tslib

其他 2020-08-06 10:33:31 阅读次数: 0

触摸屏驱动—完善程序与使用tslib

一、前言

在上一篇博文【4.1 触摸屏驱动—基础功能实现】中，我们实现了触摸屏驱动的基础功能——按下与松开检测，在这篇博文中，将继续完善整个程序。

二、完善与改进

程序大致执行流程如下：
1、程序各种初始化完毕。
2、当发生触摸屏中断
   2.1 如果此时触摸笔松开，则上报事件，进入等待按下模式
   2.2 如果此时触摸笔按下，则进入自动测量模式，开启ADC中断
3、当发生ADC中断
   3.1 如果此时检测到触摸笔松开，则丢弃转换的值，上报事件，进入等待按下模式
   3.2 如果此时检测到触摸笔依然是按下，则采用多次求和的均值、软件过滤、定时器开启处理长按的措施进行优化，并上报事件
4、当发生定时器中断
   4.1 如果在定时器中断时，检测到此时还在进行ADC转换，则直接退出定时器中断
   4.2 如果检测到触摸笔松开，则上报事件，进入等地啊按下模式
   4.3 如果检测到触摸笔依旧按下，则再次开启ADC，进入3步骤，进行长按或滑动处理

1、 改善触摸屏中断函数

static irqreturn_t pen_down_up_irq(int irq, void *dev_id)
{
	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15)) {
		input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0);		//上报绝对位移事件
		input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 0);		//上报按键事件
		input_sync(s3c_ts_inputdev);	//上报同步事件
		enter_wait_pen_down_mode();		//等待按下模式
	} else {
		enter_measure_xy_mode();		//开启自动测量模式
		start_adc();	//启动ADC
	}	
	return IRQ_HANDLED;
}

2、添加ADC中断函数

在这里采用了3个优化措施：

  • 查看ADC转换完成时，触摸笔是否已松开
  • 多次求和得均值
  • 软件过滤数数据

2.1 ADC中断处理函数

/* ADC中断 */
static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)
{
	static int cnt = 0;
	int adcdat0, adcdat1;
	static int x[4], y[4];

	adcdat0 = s3c_ts_regs->adcdat0;
	adcdat1 = s3c_ts_regs->adcdat1;

	/* 优化措施2：如果在ADC转换完成时，触摸笔已松开，则丢弃值 */
	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15)) {
		/* 松开 */
		input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_inputdev);
		enter_wait_pen_down_mode();
		cnt = 0;
	} else {
		/* 优化措施3：多次读取求均值 */
		x[cnt] = adcdat0 & 0x3ff;
		y[cnt] = adcdat1 & 0x3ff;
		++cnt;
		if (cnt == 4) {
			/* 优化措施4: 软件过滤 */
			if (s3c_filter_ts(x, y, cnt))	{
				input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_X, (x[0]+x[1]+x[2]+x[3])/4);
				input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_Y, (y[0]+y[1]+y[2]+y[3])/4);
				input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 1);
				input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 1);
				input_sync(s3c_ts_inputdev);
			}	
			cnt = 0;
			enter_wait_pen_up_mode();

			/* 启动定时器处理长按/滑动的情况 */
			mod_timer(&s3c_ts_timer, jiffies + HZ/100);
		} else {
			enter_measure_xy_mode();
			start_adc();
		}
	}

	return IRQ_HANDLED;
}

2.2 软件过滤数据函数

假设数组中的有4个数据：a[0]、a[1]、a[2]、a[3]
  比较a[0]+a[1]得到的平均值与a[2]做减法，若误差太大，则抛弃整组数据
  若在误差范围之内，则比较a[1]+a[2]得到的平均值与a[3]做减法，重复上述比较步骤
  直到比较的右对象（上面第一次的a[2]与第二次a[3]），数组的最后一个数停止。

/* 软件过滤函数（比较粗糙） */
static int s3c_filter_ts(int x[], int y[], int len)
{
#define ERR_LIMIT 10
	int cnt;
	int avr_x, avr_y;
	int det_x, det_y;
	
	for (cnt = 0; cnt < len-2; cnt++) {
		/* 求当前cnt与cnt+1为索引数组的值的均值 */
		avr_x = (x[cnt] + x[cnt + 1])/2;
		avr_y = (y[cnt] + y[cnt + 1])/2;

		/* 比较误差 */
		det_x = (x[cnt + 2] > avr_x) ? (x[cnt + 2] - avr_x) : (avr_x - x[cnt + 2]);
		det_y = (y[cnt + 2] > avr_y) ? (y[cnt + 2] - avr_y) : (avr_y - y[cnt + 2]);

		if ((det_x > ERR_LIMIT) || (det_y > ERR_LIMIT))
			return 0;
	}
	
	return 1;
}

3、添加定时器中断函数

3.1 定义定时器相关结构体

static struct timer_list s3c_ts_timer;

3.2 在入口函数中设置定时器中断

添加如下代码

init_timer(&s3c_ts_timer);
	s3c_ts_timer.function = s3c_ts_timer_function;
	add_timer(&s3c_ts_timer);

3.3 编写定时器中断函数

static void s3c_ts_timer_function (unsigned long data)
{
	/* 如果此时正在进行ADC转换，则不处理 */
	if (is_in_auto_mode() == 1)
			return ;

	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15)) {
		/* 已经松开 */
		input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_inputdev);
		enter_wait_pen_down_mode();
	}
	else {
		/* 测量X/Y坐标 */
		enter_measure_xy_mode();
		start_adc();
	}
}

3.4 在ADC中断中开启定时器

设置定时器定时数值为10ms

mod_timer(&s3c_ts_timer, jiffies + HZ/100);		//HZ是1S，当前为10ms

4、完整的驱动程序


#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serio.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/irq.h>

#include <asm/plat-s3c24xx/ts.h>

#include <asm/arch/regs-adc.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>

struct s3c_ts_regs{
	unsigned long adccon;
	unsigned long adctsc;
	unsigned long adcdly;
	unsigned long adcdat0;
	unsigned long adcdat1;
	unsigned long adcupdn;
};

static struct input_dev *s3c_ts_inputdev;
static struct timer_list s3c_ts_timer;
static volatile struct s3c_ts_regs *s3c_ts_regs;

/* 等待按键按下模式 */
static void enter_wait_pen_down_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = 0xd3;
}

/* 等待按键松开模式 */
static void enter_wait_pen_up_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = 0x1d3;
}

/* ADC自动测量模式 */
static void enter_measure_xy_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = (1<<3)|(1<<2);
}

/* 启动ADC */
static void start_adc(void)
{
	s3c_ts_regs->adccon |= (1<<0);
}

/* ADC是否转换 */
int is_in_auto_mode(void)
{
	return s3c_ts_regs->adctsc & (1 << 2);
}

/* 软件过滤函数（比较粗糙） */
static int s3c_filter_ts(int x[], int y[], int len)
{
	int cnt;
	
#define ERR_LIMIT 10

	int avr_x, avr_y;
	int det_x, det_y;

	for (cnt = 0; cnt < len-2; cnt++) {
		/* 求当前cnt与cnt+1为索引数组的值的均值 */
		avr_x = (x[cnt] + x[cnt + 1])/2;
		avr_y = (y[cnt] + y[cnt + 1])/2;

		/* 比较误差 */
		det_x = (x[cnt + 2] > avr_x) ? (x[cnt + 2] - avr_x) : (avr_x - x[cnt + 2]);
		det_y = (y[cnt + 2] > avr_y) ? (y[cnt + 2] - avr_y) : (avr_y - y[cnt + 2]);

		if ((det_x > ERR_LIMIT) || (det_y > ERR_LIMIT))
			return 0;
	}
	
	return 1;
}

/* 触摸屏中断函数 */
static irqreturn_t pen_down_up_irq(int irq, void *dev_id)
{
	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15)) {
		input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0);	//上报绝对位移事件
		input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 0);		//上报按键事件
		input_sync(s3c_ts_inputdev);	//上报同步事件
		enter_wait_pen_down_mode();		//等待按下模式
	} else {
		enter_measure_xy_mode();		//开启自动测量模式
		start_adc();	//启动ADC
	}
	
	return IRQ_HANDLED;
}

/* ADC中断 */
static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)
{
	static int cnt = 0;
	int adcdat0, adcdat1;
	static int x[4], y[4];

	adcdat0 = s3c_ts_regs->adcdat0;
	adcdat1 = s3c_ts_regs->adcdat1;

	/* 优化措施2：如果在ADC转换完成时，触摸笔已松开，则丢弃值 */
	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15)) {
		/* 松开 */
		input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_inputdev);
		enter_wait_pen_down_mode();
		cnt = 0;
	} else {
		/* 优化措施3：多次读取求均值 */
		x[cnt] = adcdat0 & 0x3ff;
		y[cnt] = adcdat1 & 0x3ff;
		++cnt;
		if (cnt == 4) {
			/* 优化措施4: 软件过滤 */
			if (s3c_filter_ts(x, y, cnt))	{
				input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_X, (x[0]+x[1]+x[2]+x[3])/4);
				input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_Y, (y[0]+y[1]+y[2]+y[3])/4);
				input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 1);
				input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 1);
				input_sync(s3c_ts_inputdev);
			}	
			cnt = 0;
			enter_wait_pen_up_mode();

			/* 启动定时器处理长按/滑动的情况 */
			mod_timer(&s3c_ts_timer, jiffies + HZ/100);	//;//HZ是1S，当前为10ms
		} else {
			enter_measure_xy_mode();
			start_adc();
		}
	}

	return IRQ_HANDLED;
}

/* 定时器中断函数 */
static void s3c_ts_timer_function (unsigned long data)
{
	/* 如果此时正在进行ADC转换，则不处理 */
	if (is_in_auto_mode() == 1)
			return ;

	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15)) {
		/* 已经松开 */
		input_report_abs(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_inputdev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_inputdev);
		enter_wait_pen_down_mode();
	}
	else {
		/* 测量X/Y坐标 */
		enter_measure_xy_mode();
		start_adc();
	}
}

/* 入口函数 */
static int s3c_ts_init(void)
{
	int error = 0;
	struct clk	*adc_clock;
	
	/* 1、分配input_dev  结构体 */
	s3c_ts_inputdev = input_allocate_device();
	if (!s3c_ts_inputdev)
		return -ENOMEM;

	/* 2、设置 */
	/* 2.1 能产生哪类事件 */
	set_bit(EV_KEY, s3c_ts_inputdev->evbit);			//按键类
	set_bit(EV_ABS, s3c_ts_inputdev->evbit);			//绝对位移事件类
	
	/* 2.2 能产生这类事件里的哪些事件 */
	set_bit(BTN_TOUCH, s3c_ts_inputdev->keybit);

	/* 表示支持绝对值x坐标，并设置它在坐标系中的最小值和最大值，以及干扰值和平焊位置 */
	input_set_abs_params(s3c_ts_inputdev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);
	input_set_abs_params(s3c_ts_inputdev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);
	input_set_abs_params(s3c_ts_inputdev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);
	
	/* 3、注册 */
	error = input_register_device(s3c_ts_inputdev);
	if (error) {
		printk(KERN_ERR "Unable to register touch screen input device\n");
		goto fail;
	}

	/* 4、硬件相关操作 */
	/* 4.1 使能时钟(CLKCON[15])：s3c2440为片上系统，有很多的模块，在上电时就会把不用的关上 */
	adc_clock = clk_get(NULL, "adc");
	if (!adc_clock) {
		printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n");
		input_unregister_device(s3c_ts_inputdev);
		error = -ENOENT;
		goto fail;
	}
	clk_enable(adc_clock);

	/* 4.2 设置与ADC/TOUCH相关寄存器 */
	s3c_ts_regs = ioremap(0x58000000, sizeof(struct s3c_ts_regs));
	if (s3c_ts_regs == NULL) {
		printk(KERN_ERR "Failed to remap register 0x58000000\n");
		input_unregister_device(s3c_ts_inputdev);
		error = -ENOMEM;
		goto fail;
	}

	/* adccon
	 * bit[14]  : 1-A/D converter prescaler enable
	 * bit[13:6]: A/D converter prescaler value,
	 *            49, ADCCLK=PCLK/(49+1)=50MHz/(49+1)=1MHz
	 * bit[0]	: A/D conversion starts by enable. 先设为0
	 */
	s3c_ts_regs->adccon = ((1  << 14) | (49   << 6)  | (0 << 0));

	/* 4.3 注册中断 */
	/* 注册触摸屏中断 */
	error = request_irq(IRQ_TC, pen_down_up_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "ts_pen", NULL);
	if (error != 0) {
		printk(KERN_ERR "s3c2410_ts.c: Could not allocate ts IRQ_TC !\n");
		iounmap(s3c_ts_regs);		//取消映射
		input_unregister_device(s3c_ts_inputdev);		//注销设备
		goto fail;
	}

	/* 注册ADC中断 */
	error = request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "adc", NULL);
	if (error != 0) {
		printk(KERN_ERR "s3c2410_ts.c: Could not allocate ts IRQ_ADC !\n");
		free_irq(IRQ_TC, NULL);		//释放中断	
		iounmap(s3c_ts_regs);		//取消映射
		input_unregister_device(s3c_ts_inputdev);		//注销设备
		goto fail;
	}

	/* 优化措施1：设置ADCDLY为最大值，目的：等待电压稳定 */
	s3c_ts_regs->adcdly = 0xffff;

	/* 优化措施5：开启定时器支持长按 */
	init_timer(&s3c_ts_timer);
	s3c_ts_timer.function = s3c_ts_timer_function;
	add_timer(&s3c_ts_timer);
	
	/* 5、先进入等待按下模式 */
	enter_wait_pen_down_mode();
	
fail:
	input_free_device(s3c_ts_inputdev);				//释放input_dev结构体
	
	return error;
}

/* 出口函数 */
static void s3c_ts_exit(void)
{
	free_irq(IRQ_TC, NULL);							//释放中断
	iounmap(s3c_ts_regs);							//取消映射
	input_unregister_device(s3c_ts_inputdev);		//注销设备
	input_free_device(s3c_ts_inputdev);				//释放input_dev结构体
	del_timer(&s3c_ts_timer);						//释放定时器中断
}

/* 修饰 */
module_init(s3c_ts_init);
module_exit(s3c_ts_exit);

/* 协议 */
MODULE_LICENSE("GPL");

三、编译与测试

1、在没有加载驱动

在这里插入图片描述

2、加载驱动后：

在这里插入图片描述

3、使用hexdump /dev/event0进行调试

在这里插入图片描述

  • Code: 0000 表示X方向，后面的值就是X对应的ADC坐标
  • Code: 0001 表示Y方向，后面的值就是Y对应的ADC坐标
  • Code: 0018 表示压力值，由于屏幕不是压感屏，所以压力值只有0和1
  • Code: 014a 表示哪个按键，后面的值就是按键的值、

4、使用tslib库

如裸板程序一样，在触摸屏上的位置点击，则在LCD中会得到相应的显示，（此时的lcd驱动采用之前写的lcd.ko）

使用tslib库的方法：

  1. 安装需要的软件
    sudo apt-get install autoconf
    sudo apt-get install automake
    sudo apt-get install libtool

  2. 解压tslib压缩包并编译
    tar xzf tslib-1.4.tar.gz
    cd tslib
    ./autogen.sh

  3. 安装
    mkdir tmp
    echo "ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes" >arm-linux.cache
    ./configure --host=arm-linux --cache-file=arm-linux.cache --prefix=$(pwd)/tmp
    make
    make install

  4. 把tmp目录下的文件夹与文件复制到根文件系统的根文件目录下
    cd tmp
    cp * -rfd /

  5. 在根文件系统上修改 /etc/ts.conf第1行(去掉#号和第一个空格)
    在这里插入图片描述

5、加载驱动

  1. 先安装s3c_ts.ko, 后安装lcd.ko
  2. 设置环境变量
    export TSLIB_TSDEVICE=/dev/event0 //这是指触摸屏设备
    export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal //校验文件放在这里
    export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf //配置文件放在这里
    export TSLIB_PLUGINDIR=/lib/ts //插件放在这里
    export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none
    export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0 //显示屏
  3. 运行tslib的程序
    在tslib编译出来的文件中的bin目录下有如下执行程序
    在这里插入图片描述
  • ts_calibrate为校准程序，执行后开发版显示如下：在这里插入图片描述
    校准后输出一下信息：
    在这里插入图片描述
  • ts_test为测试程序，执行后开发版显示与串口输出如下：在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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转载自blog.csdn.net/weixin_42813232/article/details/106814803
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