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Mini2440触摸屏程序分析

时间:11-11 来源:互联网 点击:
这是mini2440驱动分析系列的第三篇文章,本文分为三个部分,第一部分讲叙硬件知识,包括触摸屏的原理以及SCC2440 SOC上的触摸屏是如何工作的。第二部分分析输入设备子系统的框架,并进行相应的代码分析。第三部分利用上述的原理来分析mini2440的触摸屏驱动。第四部分介绍了测试和校准。
1.需要准备的硬件知识
1.1电阻式触摸屏工作原理原理
触摸屏附着在显示器的表面,与显示器相配合使用,如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置,则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。触摸屏按其技术原理可分为五类:矢量压力传感式、电阻式、电容式、红外线式、表面声波式,其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。电阻触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏,如图2所示,最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层,最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层,中间是两层金属导电层,分别在基层之上和塑料层内表面,在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。当手指触摸屏幕时,两导电层在触摸点处接触。
触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面,在每个工作面的两端各涂有一条银胶,称为该工作面的一对电极,若在一个工作面的电极对上施加电压,则在该工作面上就会形成均匀连续的平行电压分布。如图4所示,当在X方向的电极对上施加一确定的电压,而Y方向电极对上不加电压时,在X平行电压场中,触点处的电压值可以在Y+(或Y-)电极上反映出来,通过测量Y+电极对地的电压大小,便可得知触点的X坐标值。同理,当在Y电极对上加电压,而X电极对上不加电压时,通过测量X+电极的电压,便可得知触点的Y坐标。电阻式触摸屏有四线和五线两种。四线式触摸屏的X工作面和Y工作面分别加在两个导电层上,共有四根引出线,分别连到触摸屏的X电极对和Y电极对上。五线式触摸屏把X工作面和Y工作面都加在玻璃基层的导电涂层上,但工作时,仍是分时加电压的,即让两个方向的电压场分时工作在同一工作面上,而外导电层则仅仅用来充当导体和电压测量电极。因此,五线式触摸屏的引出线需为5根。

1.2 在S3C2440中的触摸屏接口
SOC S3C2440的触摸屏接口是与ADC接口结合在一起的,框图如下:

转换速率:当PCLK=50MHz时,分频设为49,则10位的转换计算如下:
When the GCLK frequency is 50MHz and the prescaler value is 49,
A/D converter freq. = 50MHz/(49+1) = 1MHz
Conversion time = 1/(1MHz / 5cycles) = 1/200KHz = 5 us
This A/D converter was designed to operate at maximum 2.5MHz clock, so the conversion rate can go up to 500 KSPS.
触摸屏接口的模式有以下几种:
普通ADC转换模式
独立X/Y位置转换模式
自动X/Y位置转换模式
等待中断模式
我们主要接受触摸屏接口的等待中断模式和自动X/Y位置转换模式(驱动程序中会用到):
自动转换模式操作流程如下:触摸屏控制器自动转换X,Y的触摸位置,当转换完毕后将数据分别存放在寄存器ADCDAT0和ADCDAT1.并产生INT_ADC中断通知转换完毕。
等待中断模式:
Touch Screen Controller generates interrupt (INT_TC) signal when the Stylus is down. Waiting for Interrupt Modesetting value is rADCTSC=0xd3; // XP_PU, XP_Dis, XM_Dis, YP_Dis, YM_En.
当触摸后,触摸屏控制器产生INT_TC中断,四个引脚设置应该为:
引脚 XP XM YP YM
状态 PULL UP/XP Disable Disable (初始值即是) Disable Enable
设置 1 0 1 1
当中断产生后,X/Y的位置数据可以选择独立X/Y位置转换模式,和自动X/Y位置转换模式进行读取,采用自动X/Y位置转换模式进行读取需要对我们已经设置的TSC寄存器进行更改,在原有的基础上或上S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0)。
数据转换完毕后,也会产生中断。

2. 输入子系统模型分析
2.1 整体框架:
输入子系统包括三个部分设备驱动、输入核心、事件处理器。
第一部分是连接在各个总线上的输入设备驱动,在我们的SOC上,这个总线可以使虚拟总线platformbus,他们的作用是将底层的硬件输入转化为统一事件型式,向输入核心(Input core)汇报.

第二部分输入核心的作用如下:
(1) 调用input_register_device() used to 添加设备,调用input_unregister_device() 除去设备。(下面会结合触摸屏驱动讲述)
(2) 在/PROC下产生相应的设备信息,下面这个例子即是:
/proc/bus/input/devices showing a USB mouse:
I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c002 Version=0120
N: Name="Logitech USB-PS/2 Mouse M-BA47"
P: Phys=usb-00:01.2-2.2/input0
H: Handlers=mouse0 event2
B: EV=7
B: KEY=f0000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=103
(3) 通知事件处理器对事件进行处理
第三部分是事件处理器:
输入子系统包括了您所需要的大所属处理器,如鼠标、键盘、joystick,触摸屏,也有一个通用的处理器被叫做event handler(对于内核文件evdev.C).需要注意的是随着内核版本的发展,event handler将用来处理更多的不同硬件的输入事件。在Linux2.6.29版本中,剩下的特定设备事件处理就只有鼠标和joystick。这就意味着越来越多的输入设备将通过event handler来和用户空间打交道。事件处理层的主要作用就是和用户空间打交道,我们知道Linux在用户空间将所有设备当成文件来处理,在一般的驱动程序中都有提供fops接口,以及在/dev下生成相应的设备文件nod,而在输入子系统的驱动中,这些动作都是在事件处理器层完成的,我们看看 evdev.C相关代码吧。
static int __init evdev_init(void)
{
return input_register_handler(&evdev_handler);
}
这是该模块的注册程序,将在系统初始化时被调用。
初始化得过程很简单,就一句话,不过所有的秘密都被保藏在evdev_handler中了:
static struct input_handler evdev_handler = {
.event = evdev_event,
.connect = evdev_connect,
.disconnect = evdev_disconnect,
.fops = &evdev_fops,
.minor = EVDEV_MINOR_BASE,
.name = "evdev",
.id_table = evdev_ids,
};
先看connect函数中如下的代码:
snprintf(evdev->name, sizeof(evdev->name), "event%d", minor);
evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
evdev->handle.name = evdev->name;
dev_set_name(&evdev->dev, evdev->name);
evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);
evdev->dev.class = &input_class;
evdev->dev.parent = &dev->dev;
evdev->dev.release = evdev_free;
device_initialize(&evdev->dev);
error = device_add(&evdev->dev);
注意黑色的部分这将会在/sys/device/viture/input/input0/event0这个目录就是在这里生成的,在event下会有一个dev的属性文件,存放着设备文件的设备号,,这样 udev 就能读
取该属性文件获得设备号,从而在/dev目录下创建设备节点/dev/event0
再看evdev_fops成员:
static const struct file_operations evdev_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = evdev_read,
.write = evdev_write,
.poll = evdev_poll,
.open = evdev_open,
.release = evdev_release,
.unlocked_ioctl = evdev_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
.compat_ioctl = evdev_ioctl_compat,
#endif
.fasync = evdev_fasync,
.flush = evdev_flush
};
看过LDD3的人都知道,这是设备提供给用户空间的接口,用来提供对设备的操作,其中evdev_ioctl提供了很多命令,相关的命令使用参照《Using the Input Subsystem, Part II》

3 mini2440的触摸屏驱动
3.1 初始化:
static int __init s3c2410ts_init(void)
{
struct input_dev *input_dev;

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