S3C2440上觸摸屏驅(qū)動(dòng)實(shí)例開(kāi)發(fā)講解

一、開(kāi)發(fā)環(huán)境

主 機(jī)：VMWare--Fedora 9

開(kāi)發(fā)板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4

編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2

二、前提知識(shí)

1、Linux輸入子系統(tǒng)(Input Subsystem)：

在Linux中，輸入子系統(tǒng)是由輸入子系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、輸入子系統(tǒng)核心層(Input Core)和輸入子系統(tǒng)事件處理層(Event Handler)組成。其中設(shè)備驅(qū)動(dòng)層提供對(duì)硬件各寄存器的讀寫(xiě)訪問(wèn)和將底層硬件對(duì)用戶(hù)輸入訪問(wèn)的響應(yīng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸入事件，再通過(guò)核心層提交給事件處理層；而核心層對(duì)下提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的編程接口，對(duì)上又提供了事件處理層的編程接口；而事件處理層就為我們用戶(hù)空間的應(yīng)用程序提供了統(tǒng)一訪問(wèn)設(shè)備的接口和驅(qū)動(dòng)層提交來(lái)的事件處理。所以這使得我們輸入設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部分不在用關(guān)心對(duì)設(shè)備文件的操作，而是要關(guān)心對(duì)各硬件寄存器的操作和提交的輸入事件。下面用圖形來(lái)描述一下這三者的關(guān)系吧！

另外，又找了另一幅圖來(lái)說(shuō)明Linux輸入子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可能更加形象容易理解。如下：

2、輸入子系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層實(shí)現(xiàn)原理：

在Linux中，Input設(shè)備用input_dev結(jié)構(gòu)體描述，定義在input.h中。設(shè)備的驅(qū)動(dòng)只需按照如下步驟就可實(shí)現(xiàn)了。
①、在驅(qū)動(dòng)模塊加載函數(shù)中設(shè)置Input設(shè)備支持input子系統(tǒng)的哪些事件；
②、將Input設(shè)備注冊(cè)到input子系統(tǒng)中；
③、在Input設(shè)備發(fā)生輸入操作時(shí)(如：鍵盤(pán)被按下/抬起、觸摸屏被觸摸/抬起/移動(dòng)、鼠標(biāo)被移動(dòng)/單擊/抬起時(shí)等)，提交所發(fā)生的事件及對(duì)應(yīng)的鍵值/坐標(biāo)等狀態(tài)。

Linux中輸入設(shè)備的事件類(lèi)型有(這里只列出了常用的一些，更多請(qǐng)看linux/input.h中)：

EV_SYN 0x00 同步事件DE>DE>
EV_KEY 0x01 按鍵事件
EV_REL 0x02 相對(duì)坐標(biāo)(如：鼠標(biāo)移動(dòng)，報(bào)告的是相對(duì)最后一次位置的偏移)
EV_ABS 0x03 絕對(duì)坐標(biāo)(如：觸摸屏和操作桿，報(bào)告的是絕對(duì)的坐標(biāo)位置)
EV_MSC 0x04 其它
EV_LED 0x11 LED
EV_SND 0x12 聲音
EV_REP 0x14 Repeat
EV_FF 0x15 力反饋DE>

用于提交較常用的事件類(lèi)型給輸入子系統(tǒng)的函數(shù)有：

voidinput_report_key(structinput_dev*dev,unsignedintcode,intvalue);//提交按鍵事件的函數(shù)
voidinput_report_rel(structinput_dev*dev,unsignedintcode,intvalue);//提交相對(duì)坐標(biāo)事件的函數(shù)
voidinput_report_abs(structinput_dev*dev,unsignedintcode,intvalue);//提交絕對(duì)坐標(biāo)事件的函數(shù)DE>

注意，在提交輸入設(shè)備的事件后必須用下列方法使事件同步，讓它告知input系統(tǒng)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)已經(jīng)發(fā)出了一個(gè)完整的報(bào)告：

voidinput_sync(structinput_dev*dev)DE>

三、觸摸屏驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)步驟

1、硬件原理圖分析：

S3c2440芯片內(nèi)部觸摸屏接口與ADC接口是集成在一起的，硬件結(jié)構(gòu)原理圖請(qǐng)看：S3C2440上ADC驅(qū)動(dòng)實(shí)例開(kāi)發(fā)講解中的圖，其中通道7(XP或AIN7)作為觸摸屏接口的X坐標(biāo)輸入，通道5(YP或AIN5)作為觸摸屏接口的Y坐標(biāo)輸入。在"S3C2440上ADC驅(qū)動(dòng)實(shí)例開(kāi)發(fā)講解"中，AD轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)是由開(kāi)發(fā)板上的一個(gè)電位器產(chǎn)生并通過(guò)通道1(AIN0)輸入的，而這里的模擬信號(hào)則是由點(diǎn)觸觸摸屏所產(chǎn)生的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)兩個(gè)模擬信號(hào)，并分別通過(guò)通道7和通道5輸入。S3c2440提供的觸摸屏接口有4種處理模式，分別是：正常轉(zhuǎn)換模式、單獨(dú)的X/Y位置轉(zhuǎn)換模式、自動(dòng)X/Y位置轉(zhuǎn)換模式和等待中斷模式，對(duì)于在每種模式下工作的要求，請(qǐng)?jiān)敿?xì)查看數(shù)據(jù)手冊(cè)的描述。本驅(qū)動(dòng)實(shí)例將采用自動(dòng)X/Y位置轉(zhuǎn)換模式和等待中斷模式。

注意：在每步中，為了讓代碼邏輯更加有條理和容易理解，就沒(méi)有考慮代碼的順序，比如函數(shù)要先定義后調(diào)用。如果要編譯此代碼，請(qǐng)嚴(yán)格按照C語(yǔ)言的規(guī)范來(lái)調(diào)整代碼的順序。

2、建立觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序my2440_ts.c，首先實(shí)現(xiàn)加載和卸載部分，在驅(qū)動(dòng)加載部分，我們主要做的事情是：?jiǎn)⒂肁DC所需要的時(shí)鐘、映射IO口、初始化寄存器、申請(qǐng)中斷、初始化輸入設(shè)備、將輸入設(shè)備注冊(cè)到輸入子系統(tǒng)。代碼如下：

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

*用于保存從平臺(tái)時(shí)鐘列表中獲取的ADC時(shí)鐘*/
staticstructclk*adc_clk;

/*定義了一個(gè)用來(lái)保存經(jīng)過(guò)虛擬映射后的內(nèi)存地址*/
staticvoid__iomem*adc_base;

/*定義一個(gè)輸入設(shè)備來(lái)表示我們的觸摸屏設(shè)備*/
staticstructinput_dev*ts_dev;

/*設(shè)備名稱(chēng)*/
#defineDEVICE_NAME"my2440_TouchScreen"

/*定義一個(gè)WAIT4INT宏，該宏將對(duì)ADC觸摸屏控制寄存器進(jìn)行操作
S3C2410_ADCTSC_YM_SEN這些宏都定義在regs-adc.h中*/
#defineWAIT4INT(x)(((x)<<8)|S3C2410_ADCTSC_YM_SEN|S3C2410_ADCTSC_YP_SEN|
S3C2410_ADCTSC_XP_SEN|S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3))

staticint__init ts_init(void)
{
intret;

/*從平臺(tái)時(shí)鐘隊(duì)列中獲取ADC的時(shí)鐘，這里為什么要取得這個(gè)時(shí)鐘，因?yàn)锳DC的轉(zhuǎn)換頻率跟時(shí)鐘有關(guān)。
系統(tǒng)的一些時(shí)鐘定義在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/
adc_clk=clk_get(NULL,"adc");
if(!adc_clk)
{
/*錯(cuò)誤處理*/
printk(KERN_ERR"falied to find adc clock sourcen");
return-ENOENT;
}

/*時(shí)鐘獲取后要使能后才可以使用，clk_enable定義在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/
clk_enable(adc_clk);

/*將ADC的IO端口占用的這段IO空間映射到內(nèi)存的虛擬地址，ioremap定義在io.h中。
注意：IO空間要映射后才能使用，以后對(duì)虛擬地址的操作就是對(duì)IO空間的操作,
S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址，定義在mach-s3c2410/include/mach/map.h中，0x20是虛擬地址長(zhǎng)度大小*/
adc_base=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
if(adc_base==NULL)
{
/*錯(cuò)誤處理*/
printk(KERN_ERR"failed to remap register blockn");
ret=-EINVAL;
gotoerr_noclk;
}

/*初始化ADC控制寄存器和ADC觸摸屏控制寄存器*/
adc_initialize();

/*申請(qǐng)ADC中斷，AD轉(zhuǎn)換完成后觸發(fā)。這里使用共享中斷IRQF_SHARED是因?yàn)樵撝袛嗵?hào)在ADC驅(qū)動(dòng)中也使用了，
最后一個(gè)參數(shù)1是隨便給的一個(gè)值，因?yàn)槿绻唤o值設(shè)為NULL的話，中斷就申請(qǐng)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 %dn",IRQ_ADC,ret);
ret=-EINVAL;
gotoerr_nomap;
}

/*申請(qǐng)觸摸屏中斷，對(duì)觸摸屏按下或提筆時(shí)觸發(fā)*/
ret=request_irq(IRQ_TC,tc_irq,IRQF_SAMPLE_RANDOM,DEVICE_NAME,1);
if(ret)
{
printk(KERN_ERR"IRQ%d error %dn",IRQ_TC,ret);
ret=-EINVAL;
gotoerr_noirq;
}

/*給輸入設(shè)備申請(qǐng)空間，input_allocate_device定義在input.h中*/
ts_dev=input_allocate_device();

/*下面初始化輸入設(shè)備，即給輸入設(shè)備結(jié)構(gòu)體input_dev的成員設(shè)置值。
evbit字段用于描述支持的事件，這里支持同步事件、按鍵事件、絕對(duì)坐標(biāo)事件，
BIT宏實(shí)際就是對(duì)1進(jìn)行位操作，定義在linux/bitops.h中*/
ts_dev->evbit[0]=BIT(EV_SYN)|BIT(EV_KEY)|BIT(EV_ABS);

/*keybit字段用于描述按鍵的類(lèi)型，在input.h中定義了很多，這里用BTN_TOUCH類(lèi)型來(lái)表示觸摸屏的點(diǎn)擊*/
ts_dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)]=BIT(BTN_TOUCH);

/*對(duì)于觸摸屏來(lái)說(shuō)，使用的是絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)。這里設(shè)置該坐標(biāo)系統(tǒng)中X和Y坐標(biāo)的最小值和最大值(0-1023范圍)
ABS_X和ABS_Y就表示X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，ABS_PRESSURE就表示觸摸屏是按下還是抬起狀態(tài)*/
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);

/*以下是設(shè)置觸摸屏輸入設(shè)備的身份信息，直接在這里寫(xiě)死。
這些信息可以在驅(qū)動(dòng)掛載后在/proc/bus/input/devices中查看到*/
ts_dev->name=DEVICE_NAME;/*設(shè)備名稱(chēng)*/
ts_dev->id.bustype=BUS_RS232;/*總線類(lèi)型*/
ts_dev->id.vendor=0xDEAD;/*經(jīng)銷(xiāo)商ID號(hào)*/
ts_dev->id.product=0xBEEF;/*產(chǎn)品ID號(hào)*/
ts_dev->id.version=0x0101;/*版本ID號(hào)*/

/*好了，一些都準(zhǔn)備就緒，現(xiàn)在就把ts_dev觸摸屏設(shè)備注冊(cè)到輸入子系統(tǒng)中*/
input_register_device(ts_dev);

return0;

/*下面是錯(cuò)誤跳轉(zhuǎn)處理*/
err_noclk:
clk_disable(adc_clk);
clk_put(adc_clk);

err_nomap:
iounmap(adc_base);

err_noirq:
free_irq(IRQ_ADC,1);

returnret;
}

/*初始化ADC控制寄存器和ADC觸摸屏控制寄存器*/
staticvoidadc_initialize(void)
{
/*計(jì)算結(jié)果為(二進(jìn)制)：111111111000000，再根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)得知
此處是將AD轉(zhuǎn)換預(yù)定標(biāo)器值設(shè)為255、AD轉(zhuǎn)換預(yù)定標(biāo)器使能有效*/
writel(S3C2410_ADCCON_PRSCEN|S3C2410_ADCCON_PRSCVL(0xFF),adc_base+S3C2410_ADCCON);

/*對(duì)ADC開(kāi)始延時(shí)寄存器進(jìn)行設(shè)置，延時(shí)值為0xffff*/
writel(0xffff,adc_base+S3C2410_ADCDLY);

/*WAIT4INT宏計(jì)算結(jié)果為(二進(jìn)制)：11010011，再根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)得知
此處是將ADC觸摸屏控制寄存器設(shè)置成等待中斷模式*/
writel(WAIT4INT(0),adc_base+S3C2410_ADCTSC);
}

staticvoid__exit ts_exit(void)
{
/*屏蔽和釋放中斷*/
disable_irq(IRQ_ADC);
disable_irq(IRQ_TC);
free_irq(IRQ_ADC,1);
free_irq(IRQ_TC,1);

/*釋放虛擬地址映射空間*/
iounmap(adc_base);

/*屏蔽和銷(xiāo)毀時(shí)鐘*/
if(adc_clk)
{
clk_disable(adc_clk);
clk_put(adc_clk);
adc_clk=NULL;
}

/*將觸摸屏設(shè)備從輸入子系統(tǒng)中注銷(xiāo)*/
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");DE>