触摸屏驱动—完善程序与使用tslib

• 硬件平台：韦东山嵌入式Linxu开发板（S3C2440.v3）
• 软件平台：运行于VMware Workstation 12 Player下UbuntuLTS16.04_x64 系统
• 参考资料：《嵌入式Linux应用开发手册》、《嵌入式Linux应用开发手册第2版》
• 开发环境：Linux 2.6.22.6 内核、arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6工具链

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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 10int 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 10int 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

2、加载驱动后：

3、使用hexdump /dev/event0进行调试

• 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)
   

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
   

• ts_calibrate为校准程序，执行后开发版显示如下：
  校准后输出一下信息：
  
• ts_test为测试程序，执行后开发版显示与串口输出如下：