基于Tiny4412的电容屏多点触摸驱动程序的简单实现
一、基本开发环境和触摸芯片接口
1、基本开发环境
PC机：Ubuntu12.04 64bit
GCC工具链条：arm-none-linux-gnueabi （gcc version 4.5.1 (ctng-1.8.1-FA)）
开发板：友善之臂Tiny4412
板载系统：Android5.0.2
板载系统内核：Linux-3.0.86
2、触摸芯片接口
从上图中可以看出，触摸芯片和开发板之间通过三条线链接：其中两条是用于IIC数据传输，另外一条是用于中断引脚。
二、驱动程序的编写
1、驱动框架和前期准备
由上面可知驱动触摸芯片和主机之间是通过IIC接口链接的，所以需要使用IIC驱动框架：总线、设备、驱动模型；又考虑到触摸屏最终是通过输入子系统的形式来上报输入事件，所以还需要使用输入子系统驱动框架。所以从驱动程序的总体框架来说：要实现IIC驱动框架和输入子系统驱动框架。
为了更好地编写驱动程序，在开始之前，先定义一些宏来表示驱动程序使用的常量，以及定义一些全局变量或者结构体来更好地维护和方便驱动的开发，这一部分代码的实现如下：
/* 定义触摸驱动的名字 */
#define TINY4412_TS_NAME "ft5x0x_ts"
#define TINY4412_TS_MAX_X 800 // x轴最大分辨率
#define TINY4412_TS_MAX_Y 480 // y轴最大分辨率
#define TINY4412_TS_MAX_ID 10 // 由硬件来决定
/* 定义一个结构体用来描述触摸点的信息 */
struct yl_tiny4412_ts_event {
int x; // 获得的触摸点的x坐标
int y; // 获得的触摸点的y坐标
int id; // 获得触摸点的id，用来表示对应的触摸点
};
/* 定义一个全局结构体存放相关成员，更好的方便驱动程序的编写 */
struct yl_tiny4412_ts_config
{
int gpio; // 定义触摸屏外部中断的GPIO口
int touch_points; // 表示当前同时有几个触摸点或者说当前是几点触摸
struct i2c_client *i2c_client; // 用于存放i2c_client指针变量
struct input_dev *input_dev; // 定义一个input_dev结构体指针变量
struct work_struct work_queue; // 定义工作队列，用来处理和触摸相关的事件
struct yl_tiny4412_ts_event ts_event[10]; // 定义一个描述触摸点的数组
};
/* 定义一个 yl_tiny4412_ts_config 结构体的全局变量 */
static struct yl_tiny4412_ts_config yl_tiny4412_ts;由于IIC驱动程序采用总线、设备、驱动模型来进行实现，所以要自己来实现设备端和驱动端相关的代码。但是在内核中已经实现了设备相关的代码，如下所示：
static struct i2c_board_info i2c_devs1[] __initdata = {
#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_FT5X0X
{
I2C_BOARD_INFO("ft5x0x_ts", (0x70 >> 1)),
.platform_data = &ft5x0x_pdata,
},
#endif
{
I2C_BOARD_INFO("wm8994", 0x1a),
.platform_data = &wm8994_platform_data,
},
};/* 定义一个id表，用于i2c驱动和设备的匹配 */
static const struct i2c_device_id tiny4412_ts_id[] = {
{ TINY4412_TS_NAME, 0 },
{ }
};
/* 定义一个i2c_driver的实例 */
static struct i2c_driver tiny4412_ts_driver = {
.probe = tiny4412_ts_probe,
.remove = __devexit_p(tiny4412_ts_remove),
.id_table = tiny4412_ts_id,
.driver = {
.name = TINY4412_TS_NAME,
.owner = THIS_MODULE,
},
};/* 驱动的入口函数 */
static int __init tiny4412_ts_init(void)
{
yl_tiny4412_ts.gpio = EXYNOS4_GPX1(6); // 获得和触摸屏外部中断相关的GPIO口
return i2c_add_driver(&tiny4412_ts_driver);
}
/* 驱动的出口函数 */
static void __exit tiny4412_ts_exit(void)
{
i2c_del_driver(&tiny4412_ts_driver);
}3、input输入子系统部分实现
可以在iic驱动程序的probe函数当中添加和输入子系统相关的代码，这部分的代码实现如下：
/* 当驱动和设备匹配成功后会调用probe函数 */
static int tiny4412_ts_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
int ret = 0;
yl_tiny4412_ts.i2c_client = client;
/* 1、分配一个input_dev的结构体指针变量 */
yl_tiny4412_ts.input_dev= input_allocate_device();
if (!(yl_tiny4412_ts.input_dev)) {
printk("tiny4412_ts_probe->input_allocate_device error!\n");
ret = -ENOMEM;
goto out1;
}
/* 2、设置这个结构体变量 */
/* 2.1 能产生哪类事件 */
set_bit(EV_SYN, yl_tiny4412_ts.input_dev->evbit); // 同步事件
set_bit(EV_ABS, yl_tiny4412_ts.input_dev->evbit); // 绝对位移类事件
/* 2.2 能产生该类事件中哪些事件 */
set_bit(ABS_MT_TRACKING_ID, yl_tiny4412_ts.input_dev->absbit);
set_bit(ABS_MT_POSITION_X, yl_tiny4412_ts.input_dev->absbit);
set_bit(ABS_MT_POSITION_Y, yl_tiny4412_ts.input_dev->absbit);
/* 2.3 确定产生的这些事件的范围 */
input_set_abs_params(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_TRACKING_ID, 0, TINY4412_TS_MAX_ID, 0, 0);
input_set_abs_params(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_X, 0, TINY4412_TS_MAX_X, 0, 0);
input_set_abs_params(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, 0, TINY4412_TS_MAX_Y, 0, 0);
/* 2.4 其他设置 */
set_bit(INPUT_PROP_DIRECT, yl_tiny4412_ts.input_dev->propbit);
yl_tiny4412_ts.input_dev->name = TINY4412_TS_NAME; // Android系统会根据它找到配置文件
/* 3、注册这个input_dev结构体指针变量 */
ret = input_register_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
if (ret)
{
printk("tiny4412_ts_probe->input_register_device error!\n");
ret = -ENODEV;
goto out2;
}
/* 4、硬件相关的操作 */
INIT_WORK(&yl_tiny4412_ts.work_queue, tiny4412_work_queue_func); // 初始化工作队列
ret = request_irq(gpio_to_irq(yl_tiny4412_ts.gpio), tiny4412_ts_interrupt,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING /*IRQF_TRIGGER_FALLING*/, "tiny4412_ts", NULL);
if (ret)
{
printk("tiny4412_ts_probe->request_irq error!\n");
ret = -EIO;
goto out3;
}
return 0; // 一切正常则返回0
out3:
input_unregister_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
out2:
input_free_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
out1:
return ret;
}
4、处理多点触摸上报事件操作
当触摸屏被按下或者松开时，会触发对应的外部中断，这时候外部中断函数会被调用，外部中断函数实现如下：
/* 触摸屏触发时的中断处理程序 */
static irqreturn_t tiny4412_ts_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
/* 通过工作队列唤醒内核线程来处理触摸相关事件 */
schedule_work(&yl_tiny4412_ts.work_queue);
return IRQ_HANDLED;
}/* 工作队列处理 */
static void tiny4412_work_queue_func(struct work_struct *work)
{
int i;
int ret;
/* 读取触摸屏数据 */
ret = tiny4412_ts_ft5x0x_read_data();
if (ret < 0) /* 触摸屏返回数据失败，直接返回 */
return;
/* 如果触摸屏松开 */
if (!yl_tiny4412_ts.touch_points) {
input_mt_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
input_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
return;
}
/* 如果触摸屏按下 */
for (i = 0; i < yl_tiny4412_ts.touch_points; i++) { /* 每一个点 */
input_report_abs(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_X, yl_tiny4412_ts.ts_event[i].x);
input_report_abs(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, yl_tiny4412_ts.ts_event[i].y);
input_report_abs(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_TRACKING_ID, yl_tiny4412_ts.ts_event[i].id);
input_mt_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
}
input_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
}
static int tiny4412_ts_ft5x0x_read_data(void) {
u8 buf[32] = { 0 };
int ret;
ret = tiny4412_ts_ft5x0x_i2c_rxdata(yl_tiny4412_ts.i2c_client, buf, 31);
/* 读取触摸屏数据失败，返回负数 */
if (ret < 0) {
printk("%s: read touch data failed, %d\n", __func__, ret);
return ret;
}
/* 获得当前触摸屏的触摸点数 */
yl_tiny4412_ts.touch_points = buf[2] & 0x0f;
switch (yl_tiny4412_ts.touch_points) {
case 5:
yl_tiny4412_ts.ts_event[4].x = (s16)(buf[0x1b] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x1c];
yl_tiny4412_ts.ts_event[4].y = (s16)(buf[0x1d] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x1e];
yl_tiny4412_ts.ts_event[4].id = buf[0x1d]>>4;
case 4:
yl_tiny4412_ts.ts_event[3].x = (s16)(buf[0x15] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x16];
yl_tiny4412_ts.ts_event[3].y = (s16)(buf[0x17] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x18];
yl_tiny4412_ts.ts_event[3].id = buf[0x17]>>4;
case 3:
yl_tiny4412_ts.ts_event[2].x = (s16)(buf[0x0f] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x10];
yl_tiny4412_ts.ts_event[2].y = (s16)(buf[0x11] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x12];
yl_tiny4412_ts.ts_event[2].id = buf[0x11]>>4;
case 2:
yl_tiny4412_ts.ts_event[1].x = (s16)(buf[0x09] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x0a];
yl_tiny4412_ts.ts_event[1].y = (s16)(buf[0x0b] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x0c];
yl_tiny4412_ts.ts_event[1].id = buf[0x0b]>>4;
case 1:
yl_tiny4412_ts.ts_event[0].x = (s16)(buf[0x03] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x04];
yl_tiny4412_ts.ts_event[0].y = (s16)(buf[0x05] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x06];
yl_tiny4412_ts.ts_event[0].id = buf[0x05]>>4;
break;
case 0:
return 0;
default:
return -1;
}
return 0;
}
static int tiny4412_ts_ft5x0x_i2c_rxdata(struct i2c_client *client, char *rxdata, int length) {
int ret;
struct i2c_msg msgs[] = {
{
.addr = client->addr,
.flags = 0,
.len = 1,
.buf = rxdata,
},
{
.addr = client->addr,
.flags = I2C_M_RD,
.len = length,
.buf = rxdata,
},
};
ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2);
if (ret < 0)
pr_err("%s: i2c read error: %d\n", __func__, ret);
return ret;
}
以上多点触摸屏驱动程序就分析完毕了，文中难免有错误和不对的地方，请多多指教。
附录：完整的电容屏多点触摸驱动驱动完整代码
#include
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#include
/* 定义触摸驱动的名字 */
#define TINY4412_TS_NAME "ft5x0x_ts"
#define TINY4412_TS_MAX_X 800 // x轴最大分辨率
#define TINY4412_TS_MAX_Y 480 // y轴最大分辨率
#define TINY4412_TS_MAX_ID 10 // 由硬件来决定
/* 定义一个结构体用来描述触摸点的信息 */
struct yl_tiny4412_ts_event {
int x; // 获得的触摸点的x坐标
int y; // 获得的触摸点的y坐标
int id; // 获得触摸点的id，用来表示对应的触摸点
};
/* 定义一个全局结构体存放相关成员，更好的方便驱动程序的编写 */
struct yl_tiny4412_ts_config
{
int gpio; // 定义触摸屏外部中断的GPIO口
int touch_points; // 表示当前同时有几个触摸点或者说当前是几点触摸
struct i2c_client *i2c_client; // 用于存放i2c_client指针变量
struct input_dev *input_dev; // 定义一个input_dev结构体指针变量
struct work_struct work_queue; // 定义工作队列，用来处理和触摸相关的事件
struct yl_tiny4412_ts_event ts_event[10]; // 定义一个描述触摸点的数组
};
/* 定义一个 yl_tiny4412_ts_config 结构体的全局变量 */
static struct yl_tiny4412_ts_config yl_tiny4412_ts;
static int tiny4412_ts_ft5x0x_i2c_rxdata(struct i2c_client *client, char *rxdata, int length) {
int ret;
struct i2c_msg msgs[] = {
{
.addr = client->addr,
.flags = 0,
.len = 1,
.buf = rxdata,
},
{
.addr = client->addr,
.flags = I2C_M_RD,
.len = length,
.buf = rxdata,
},
};
ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2);
if (ret < 0)
pr_err("%s: i2c read error: %d\n", __func__, ret);
return ret;
}
static int tiny4412_ts_ft5x0x_read_data(void) {
u8 buf[32] = { 0 };
int ret;
ret = tiny4412_ts_ft5x0x_i2c_rxdata(yl_tiny4412_ts.i2c_client, buf, 31);
/* 读取触摸屏数据失败，返回负数 */
if (ret < 0) {
printk("%s: read touch data failed, %d\n", __func__, ret);
return ret;
}
/* 获得当前触摸屏的触摸点数 */
yl_tiny4412_ts.touch_points = buf[2] & 0x0f;
switch (yl_tiny4412_ts.touch_points) {
case 5:
yl_tiny4412_ts.ts_event[4].x = (s16)(buf[0x1b] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x1c];
yl_tiny4412_ts.ts_event[4].y = (s16)(buf[0x1d] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x1e];
yl_tiny4412_ts.ts_event[4].id = buf[0x1d]>>4;
case 4:
yl_tiny4412_ts.ts_event[3].x = (s16)(buf[0x15] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x16];
yl_tiny4412_ts.ts_event[3].y = (s16)(buf[0x17] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x18];
yl_tiny4412_ts.ts_event[3].id = buf[0x17]>>4;
case 3:
yl_tiny4412_ts.ts_event[2].x = (s16)(buf[0x0f] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x10];
yl_tiny4412_ts.ts_event[2].y = (s16)(buf[0x11] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x12];
yl_tiny4412_ts.ts_event[2].id = buf[0x11]>>4;
case 2:
yl_tiny4412_ts.ts_event[1].x = (s16)(buf[0x09] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x0a];
yl_tiny4412_ts.ts_event[1].y = (s16)(buf[0x0b] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x0c];
yl_tiny4412_ts.ts_event[1].id = buf[0x0b]>>4;
case 1:
yl_tiny4412_ts.ts_event[0].x = (s16)(buf[0x03] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x04];
yl_tiny4412_ts.ts_event[0].y = (s16)(buf[0x05] & 0x0F)<<8 | (s16)buf[0x06];
yl_tiny4412_ts.ts_event[0].id = buf[0x05]>>4;
break;
case 0:
return 0;
default:
return -1;
}
return 0;
}
/* 工作队列处理 */
static void tiny4412_work_queue_func(struct work_struct *work)
{
int i;
int ret;
/* 读取触摸屏数据 */
ret = tiny4412_ts_ft5x0x_read_data();
if (ret < 0) /* 触摸屏返回数据失败，直接返回 */
return;
/* 如果触摸屏松开 */
if (!yl_tiny4412_ts.touch_points) {
input_mt_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
input_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
return;
}
/* 如果触摸屏按下 */
for (i = 0; i < yl_tiny4412_ts.touch_points; i++) { /* 每一个点 */
input_report_abs(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_X, yl_tiny4412_ts.ts_event[i].x);
input_report_abs(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, yl_tiny4412_ts.ts_event[i].y);
input_report_abs(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_TRACKING_ID, yl_tiny4412_ts.ts_event[i].id);
input_mt_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
}
input_sync(yl_tiny4412_ts.input_dev);
}
/* 触摸屏触发时的中断处理程序 */
static irqreturn_t tiny4412_ts_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
/* 通过工作队列唤醒内核线程来处理触摸相关事件 */
schedule_work(&yl_tiny4412_ts.work_queue);
return IRQ_HANDLED;
}
/* 当驱动和设备匹配成功后会调用probe函数 */
static int tiny4412_ts_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
int ret = 0;
yl_tiny4412_ts.i2c_client = client;
/* 1、分配一个input_dev的结构体指针变量 */
yl_tiny4412_ts.input_dev= input_allocate_device();
if (!(yl_tiny4412_ts.input_dev)) {
printk("tiny4412_ts_probe->input_allocate_device error!\n");
ret = -ENOMEM;
goto out1;
}
/* 2、设置这个结构体变量 */
/* 2.1 能产生哪类事件 */
set_bit(EV_SYN, yl_tiny4412_ts.input_dev->evbit); // 同步事件
set_bit(EV_ABS, yl_tiny4412_ts.input_dev->evbit); // 绝对位移类事件
/* 2.2 能产生该类事件中哪些事件 */
set_bit(ABS_MT_TRACKING_ID, yl_tiny4412_ts.input_dev->absbit);
set_bit(ABS_MT_POSITION_X, yl_tiny4412_ts.input_dev->absbit);
set_bit(ABS_MT_POSITION_Y, yl_tiny4412_ts.input_dev->absbit);
/* 2.3 确定产生的这些事件的范围 */
input_set_abs_params(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_TRACKING_ID, 0, TINY4412_TS_MAX_ID, 0, 0);
input_set_abs_params(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_X, 0, TINY4412_TS_MAX_X, 0, 0);
input_set_abs_params(yl_tiny4412_ts.input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, 0, TINY4412_TS_MAX_Y, 0, 0);
/* 2.4 其他设置 */
set_bit(INPUT_PROP_DIRECT, yl_tiny4412_ts.input_dev->propbit);
yl_tiny4412_ts.input_dev->name = TINY4412_TS_NAME; // Android系统会根据它找到配置文件
/* 3、注册这个input_dev结构体指针变量 */
ret = input_register_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
if (ret)
{
printk("tiny4412_ts_probe->input_register_device error!\n");
ret = -ENODEV;
goto out2;
}
/* 4、硬件相关的操作 */
INIT_WORK(&yl_tiny4412_ts.work_queue, tiny4412_work_queue_func); // 初始化工作队列
ret = request_irq(gpio_to_irq(yl_tiny4412_ts.gpio), tiny4412_ts_interrupt,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING /*IRQF_TRIGGER_FALLING*/, "tiny4412_ts", NULL);
if (ret)
{
printk("tiny4412_ts_probe->request_irq error!\n");
ret = -EIO;
goto out3;
}
return 0; // 一切正常则返回0
out3:
input_unregister_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
out2:
input_free_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
out1:
return ret;
}
/* 当驱动和设备分离时会调用remove函数 */
static int __devexit tiny4412_ts_remove(struct i2c_client *client)
{
free_irq(gpio_to_irq(yl_tiny4412_ts.gpio), NULL);
input_unregister_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
input_free_device(yl_tiny4412_ts.input_dev);
cancel_work_sync(&yl_tiny4412_ts.work_queue);
return 0;
}
/* 定义一个id表，用于i2c驱动和设备的匹配 */
static const struct i2c_device_id tiny4412_ts_id[] = {
{ TINY4412_TS_NAME, 0 },
{ }
};
/* 定义一个i2c_driver的实例 */
static struct i2c_driver tiny4412_ts_driver = {
.probe = tiny4412_ts_probe,
.remove = __devexit_p(tiny4412_ts_remove),
.id_table = tiny4412_ts_id,
.driver = {
.name = TINY4412_TS_NAME,
.owner = THIS_MODULE,
},
};
/* 驱动的入口函数 */
static int __init tiny4412_ts_init(void)
{
yl_tiny4412_ts.gpio = EXYNOS4_GPX1(6); // 获得和触摸屏外部中断相关的GPIO口
return i2c_add_driver(&tiny4412_ts_driver);
}
/* 驱动的出口函数 */
static void __exit tiny4412_ts_exit(void)
{
i2c_del_driver(&tiny4412_ts_driver);
}
/* 对入口函数和出口函数进行修饰 */
module_init(tiny4412_ts_init);
module_exit(tiny4412_ts_exit);
/* 给驱动添加"GPL"协议 */
MODULE_LICENSE("GPL");