多点电容触摸驱动（基于gt911）

        多点电容触摸的驱动使用到的知识主要有input子系统、gpio硬件中断、iic子系统，tslib测试等知识点，下面将针对多点电容触摸屏的驱动开发的四个知识点进行展开，以及gt911芯片的知识，官方gt9xx驱动的移植。

一、gt911芯片

        gt911芯片是可以直接使用的，因为出场的时候已经代码已经烧录进去了，上电之后就可以直接检测到芯片的int引脚产生的中断脉冲，配置对应的引脚为中断，就可以观察到中断的触发。gt911芯片使用需要注意的有，芯片地址的脉冲配置，数据判断寄存器，中断清除。

（1）根据reset复位引脚和int中断引脚的脉冲的配置，设置芯片的iic通讯地址，

 

        但是gt911的iic通讯地址，只有低7位有效，所以需要将0xBA/0xBB的地址右移一位，得到iic的通讯地址为：0x5d。

（2）触摸点的数据缓冲区是否有数据，以及触摸点的个数，是一个重要的寄存器进行储存的。

 （3）在中断里将数据读取走之后，需要对“0x814E”寄存器写入0，不然int引脚就会一直产生中断的脉冲。

二、iic子系统

        韦老师的开发板是gt911的芯片通讯的iic是使用的imx6ull的i2c，设备树中gt911的设备结点时挂载到i2c的结点下面的。编写i2c的时候可以先测试与设备树的匹配是否成功，当iic设备与设备树中的结点匹配成功之后，就会调用probe函数，这个可以测试是否匹配成功。在匹配成功之后，就可以写iic的发送和接收函数，这时候可以对gt911的其中一个可以读写的寄存器，先对寄存器写入，然后对寄存器进行读取，观察写入和读出的数据是否相同，相同就说明iic读写是成功的。

        注意iic通讯使用的通讯频率。

三、gpio硬件中断（中断线程化）

        gpio的硬件中断的配置代码前面是已将有了，但是这里并没有使用gpio的硬件中断，因为gt911的工作频率是非常高的，中断上报的频率也是非常频繁的，如果使用硬件中断进行处理的话，由于硬件中断的优先级是最高的，这时候芯片就需要频繁的去处理中断，导致芯片效率变低。就算使用中断的上半部和下半部进行处理的话，中断的下半部使用软件中断也是优先级比普通的任务函数高的，使用任务进行处理，中断的上半部分也是较占资源的，所以这里采用中断线程化来处理这种比较频繁的中断。中断线程化之后，创建的资源是不需要程序员手动释放的，因为普通的任务线程是由系统管理的，在其不使用了之后就会手动释放。

        中断线程化设计到两个函数，使用还是比较简单的，下面将对两个函数的使用给出示例：（中断线程化的函数都是带“devm_”前缀的）。
        下面是使用中断线程化函数进行gpio的创建：

/* 申请复位IO */
	if (gpio_is_valid(dev->reset_pin))  /* gpio_is_valid判断gpio的pin是否存在 */
	{  		
		/* 申请复位IO，并且默认输出高电平 */
		ret = devm_gpio_request_one(&dev->i2cdrv->dev,   //设备
									dev->reset_pin,      //gpio
									GPIOF_OUT_INIT_HIGH,   //默认输出高电平
									"gt9147 reset");       //gpio1的名字
		if (ret) 
		{
			return ret;
		}
	}

    /* 申请中断IO*/
	if (gpio_is_valid(dev->irq_pin)) {  		
		/* 申请复位IO，并且默认输出高电平 */
		ret = devm_gpio_request_one(&dev->i2cdrv->dev,	
					dev->irq_pin, GPIOF_OUT_INIT_HIGH,
					"gt9147 int");
		if (ret) {
			return ret;
		}
	}

        下面是对应gpio的中断的申请：

/* 中断的出发需要在硬件初始化之后 */
static int gt911_ts_irq(g_ptI2cDev dev)
{
	int ret = 0;
	memset(dev->irq_name, 0, 20);
	strcpy(dev->irq_name, "gt911_irq");
	/* 2，申请中断,client->irq就是IO中断， */
	ret = devm_request_threaded_irq(&dev->i2cdrv->dev,     //设备
									dev->i2cdrv->irq,      //中断号
									NULL,                 //默认
									gt911_handler,        //终端函数
									IRQ_TYPE_EDGE_FALLING | IRQF_ONESHOT,   //下降沿出发|不允许中断嵌套，本次结束才能处理下一个
									dev->irq_name,       //终端的名字
									dev);               //给中断函数传入的
	if (ret) {
		dev_err(&dev->i2cdrv->dev, "Unable to request touchscreen IRQ.\n");
		return ret;
	}

	return  0;
}

        下面是对应的中断线程化的线程中断函数：

static irqreturn_t gt911_handler(int irq, void *dev_id)
{
    
    return IRQ_HANDLED;
}

        不需要手动释放。

四、input子系统

            多点电容的触摸屏的input上报是这里新的知识点，前面没有学习过的，分为多触点形式的上报和单触点形式的上报，需要有屏幕按下和抬起的两种情况的上报，两种情况缺少一种，在下面tslib的测试过程中就会有问题。下面将从input上报的重要函数，input初始化和上报的流程案例进行讲解。

        前面已经有input子系统上报的相关知识，这里只进行新的知识的记录。

1、input上报的重要函数和数据

（1）MT的两种协议

Type A ：适用于触摸点不能被区分或者追踪，此类型的设备上报原始数据 ( 此类型在实际使

用中非常少！ ) 。

Type B ：适用于有硬件追踪并能区分触摸点的触摸设备，此类型设备通过 slot 更新某一个

触摸点的信息， FT5426 就属于此类型，一般的多点电容触摸屏 IC 都有此能力。

852 #define ABS_MT_SLOT 0x2f /* MT slot being modified */
853 #define ABS_MT_TOUCH_MAJOR 0x30 /* Major axis of touching ellipse */
854 #define ABS_MT_TOUCH_MINOR 0x31 /* Minor axis (omit if circular) */
855 #define ABS_MT_WIDTH_MAJOR 0x32 /* Major axis of approaching ellipse */
856 #define ABS_MT_WIDTH_MINOR 0x33 /* Minor axis (omit if circular) */
857 #define ABS_MT_ORIENTATION 0x34 /* Ellipse orientation */
858 #define ABS_MT_POSITION_X 0x35 /* Center X touch position */
859 #define ABS_MT_POSITION_Y 0x36 /* Center Y touch position */
860 #define ABS_MT_TOOL_TYPE 0x37 /* Type of touching device */
861 #define ABS_MT_BLOB_ID 0x38 /* Group a set of packets as a blob */
862 #define ABS_MT_TRACKING_ID 0x39 /* Unique ID of initiated contact */
863 #define ABS_MT_PRESSURE 0x3a /* Pressure on contact area */
864 #define ABS_MT_DISTANCE 0x3b /* Contact hover distance */
865 #define ABS_MT_TOOL_X 0x3c /* Center X tool position */
866 #define ABS_MT_TOOL_Y 0x3d /* Center Y tool position */

（2）上传时间的间隔函数

        对于 Type A 类型的设备，通过 input_mt_sync() 函数来隔离不同的触摸点数据信息，此函数

原型如下所示：

void input_mt_sync(struct input_dev *dev)

        此函数只要一个参数，类型为 input_dev ，用于指定具体的 input_dev 设备。 input_mt_sync()

函数会触发 SYN_MT_REPORT 事件，此事件会通知接收者获取当前触摸数据，并且准备接收

下一个触摸点数据。

         对于 Type B 类型的设备，上报触摸点信息的时候需要通过 input_mt_slot()函数区分是哪一

个触摸点， input_mt_slot() 函数原型如下所示：

void input_mt_slot(struct input_dev *dev, int slot)

        此函数有两个参数，第一个参数是 input_dev 设备，第二个参数 slot 用于指定当前上报的是

哪个触摸点信息。 input_mt_slot() 函数会触发 ABS_MT_SLOT 事件，此事件会告诉接收者当前

正在更新的是哪个触摸点 (slot) 的数据。

        Type B 设备驱动需要给每个识别出来的触摸点分配一个 slot ，后面使用这个 slot 来上报触

摸点信息。可以通过 slot 的 ABS_MT_TRACKING_ID 来新增、替换或删除触摸点。一个非负数

的 ID 表示一个有效的触摸点， -1 这个 ID 表示未使用 slot 。一个以前不存在的 ID 表示这是一个

新加的触摸点，一个 ID 如果再也不存在了就表示删除了。

（3）Type A 上报时序

1 ABS_MT_POSITION_X x[0]
2 ABS_MT_POSITION_Y y[0]
3 SYN_MT_REPORT
4 ABS_MT_POSITION_X x[1]
5 ABS_MT_POSITION_Y y[1]
6 SYN_MT_REPORT
7 SYN_REPORT

第 1 行，通过 ABS_MT_POSITION_X 事件上报第一个触摸点的 X 坐标数据，通过

input_report_abs 函数实现，下面同理。

第 2 行，通过 ABS_MT_POSITION_Y 事件上报第一个触摸点的 Y 坐标数据。

第 3 行，上报 SYN_MT_REPORT 事件，通过调用 input_mt_sync 函数来实现。

第 4 行，通过 ABS_MT_POSITION_X 事件上报第二个触摸点的 X 坐标数据。

第 5 行，通过 ABS_MT_POSITION_Y 事件上报第二个触摸点的 Y 坐标数据。

第 6 行，上报 SYN_MT_REPORT 事件，通过调用 input_mt_sync 函数来实现。

第 7 行，上报 SYN_REPORT 事件，通过调用 input_sync 函数实现。

116 for (i = 0; i < MAX_FINGERS; i++) {
117 if (!finger[i].is_valid)
118 continue;
119
120 input_report_abs(input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, finger[i].t);
121 input_report_abs(input_dev, ABS_MT_POSITION_X, finger[i].x);
122 input_report_abs(input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, finger[i].y);
123 input_mt_sync(input_dev);
124 count++;
125 }
......
140
141 /* SYN_REPORT */
142 input_sync(input_dev);

（4）Type B上报时序

1 ABS_MT_SLOT 0
2 ABS_MT_TRACKING_ID 45
3 ABS_MT_POSITION_X x[0]
4 ABS_MT_POSITION_Y y[0]
5 ABS_MT_SLOT 1
6 ABS_MT_TRACKING_ID 46
7 ABS_MT_POSITION_X x[1]
8 ABS_MT_POSITION_Y y[1]
9 SYN_REPORT

第 1 行，上报 ABS_MT_SLOT 事件，也就是触摸点对应的 SLOT 。每次上报一个触摸点坐

标之前要先使用 input_mt_slot 函数上报当前触摸点 SLOT ，触摸点的 SLOT 其实就是触摸点 ID ，

需要由触摸 IC 提供。

第 2 行，根据 Type B 的要求，每个 SLOT 必须关联一个 ABS_MT_TRACKING_ID ，通过

修改 SLOT 关联的 ABS_MT_TRACKING_ID 来完成对触摸点的添加、替换或删除。具体用到

的函数就是 input_mt_report_slot_state ，如果是添加一个新的触摸点，那么此函数的第三个参数

active 要设置为 true ， linux 内核会自动分配一个 ABS_MT_TRACKING_ID 值，不需要用户去指

定具体的 ABS_MT_TRACKING_ID 值。

第 3 行，上报触摸点 0 的 X 轴坐标，使用函数 input_report_abs 来完成。

第 4 行，上报触摸点 0 的 Y 轴坐标，使用函数 input_report_abs 来完成。

第 5~8 行，和第 1~4 行类似，只是换成了上报触摸点 0 的 (X,Y) 坐标信息

第 9 行，当所有的触摸点坐标都上传完毕以后就得发送 SYN_REPORT 事件，使用 input_sync

函数来完成。

当一个触摸点移除以后，同样需要通过 SLOT 关联的 ABS_MT_TRACKING_ID 来处理，

时序如下所示：

1 ABS_MT_TRACKING_ID -1
2 SYN_REPORT

第 1 行，当一个触摸点 (SLOT) 移除以后，需要通过 ABS_MT_TRACKING_ID 事件发送一

个 -1 给内核。方法很简单，同样使用 input_mt_report_slot_state 函数来完成，只需要将此函数的

第三个参数 active 设置为 false 即可，不需要用户手动去设置 -1 。

第 2 行，当所有的触摸点坐标都上传完毕以后就得发送 SYN_REPORT 事件。

86 for (i = 0; i < MAX_TOUCHES; i++) {
87 input_mt_slot(input, i);
88 
89 finger = &touchdata->finger[i];
90 
91 touch = touchdata->status & (1 << i);
92 input_mt_report_slot_state(input, MT_TOOL_FINGER, touch);
93 if (touch) {
94 x = finger->x_low | (finger->x_high << 8);
95 y = finger->y_low | (finger->y_high << 8);
96 
97 input_report_abs(input, ABS_MT_POSITION_X, x);
98 input_report_abs(input, ABS_MT_POSITION_Y, y);
99 }
100 }
101
102 input_mt_report_pointer_emulation(input, false);
103 input_sync(input);

（5）input数据上报的重要函数

 

 

2、input上报的流程

        下面是自己在使用中的input上报系统的初始化和上报处理的代码示例：

（1）input的初始化代码

static int Gt922_Init(void)
{
	uint8_t reset_reg;
	/* gt911的初始化 */
	/* 3，初始化GT911 */
    reset_reg = 0x02;
    gt911_write_regs(&I2c, GT_CTRL_REG, &reset_reg, 1); /* 软复位 */
	gt911_read_regs(&I2c, GT_CTRL_REG, &reset_reg, 1); 
	printk("reset_reg:0x%x == 0x02", reset_reg);
    mdelay(100);
    reset_reg = 0x0;
    gt911_write_regs(&I2c, GT_CTRL_REG, &reset_reg, 1); /* 停止软复位 */
    mdelay(100);
    gt911_read_regs(&I2c, GT_CTRL_REG, &reset_reg, 1); 
	printk("reset_reg:0x%x == 0x00", reset_reg);
	mdelay(1000);
	return 0;
}


static int Input_Init(void)
{
	int ret;
	/* input的初始化，使用前缀“devm_”的函数申请input设备，
	   可以不用自己手动释放，系统管理资源，会自己free掉 */
	I2c.input = devm_input_allocate_device(&I2c.i2cdrv->dev);
	if (!I2c.input) {
		printk("devm_input_allocate_device is error\r\n");
		ret = -ENOMEM;
	}

	memset(I2c.input_name, 0, 20);
	strcpy(I2c.input_name, "gt911_input");
	/* input子系统参数配置 */
	I2c.input->name = I2c.input_name;
	I2c.input->id.bustype = BUS_I2C;
	I2c.input->dev.parent = &I2c.i2cdrv->dev;

	__set_bit(EV_KEY, I2c.input->evbit);   /* 支持单点触摸 */
	__set_bit(EV_ABS, I2c.input->evbit);   /* 支持多点触摸 */
	__set_bit(BTN_TOUCH, I2c.input->keybit);    /* 对应的事件为触摸按键touch事件 */

	I2c.max_x = TOUCH_MAP_MAX_X;  /* lcd分辨率的x轴最大值 */
	I2c.max_y = TOUCH_MAP_MAX_Y;  /* lcd分辨率的y轴最大值 */
    /* 单点 */
	//input_set_abs_params(I2c.input, ABS_X, 0, I2c.max_x, 0, 0);
	//input_set_abs_params(I2c.input, ABS_Y, 0, I2c.max_y, 0, 0);
	/* 多点 */
	input_set_abs_params(I2c.input, ABS_MT_POSITION_X,0, I2c.max_x, 0, 0);
	input_set_abs_params(I2c.input, ABS_MT_POSITION_Y,0, I2c.max_y, 0, 0);	     
	ret = input_mt_init_slots(I2c.input, MAX_SUPPORT_POINTS, 0);   /* 支持的最多的触摸点数 */
	if (ret) 
	{
		printk(" input_mt_init_slots is error\r\n");
		return ret;
	}

	ret = input_register_device(I2c.input);  /* 进行注册 */
	if (ret)
	{
		printk("input_register_device is error\r\n");
		return ret;
	}
	return 0;
}

static void Input_Exit(void)
{
	input_unregister_device(I2c.input);	/* 设备的注销 */
}

（2）input的上报代码：

/* 有触摸点时候进行上报 */
	input_mt_slot(dev->input, slot_id);
	input_mt_report_slot_state(dev->input, MT_TOOL_FINGER, true);
	input_report_abs(dev->input, ABS_MT_TRACKING_ID, slot_id);
	input_report_abs(dev->input, ABS_MT_POSITION_X, input_x);
	input_report_abs(dev->input, ABS_MT_POSITION_Y, input_y);
    input_sync(dev->input);



/* 没有触摸点或者触摸点松开时候的上报 */
    input_mt_slot(dev->input, slot_id);
    input_mt_report_slot_state(dev->input, MT_TOOL_FINGER, true);
	input_report_abs(dev->input, ABS_MT_TRACKING_ID, -1);
	input_sync(dev->input);


/* 中断退出之前，要对寄存器0x814E写入0，不然会持续触发中断 */
dt911_flage = 0x00;
	gt911_write_regs(dev, GT_GSTID_REG, &dt911_flage, 1);

五、tslib测试

        tslib的测试，前面已经将过，这里就注意触摸的input对应那些事件就好了。在文件“/etc/profile”文件中。

六、官方的驱动使用

        由于gt911没有硬件检测触摸的按下和松开，所以需要软件上进行处理，这里我写的驱动不知道如何解决次问题，所以可以采用gt911官方的驱动代码和设备树，韦东山也是用的官方的设备树和驱动，后面会将这部分整理的代码发到自己的gitee，方便后面自己使用。

七、将自己的触摸驱动加入到内核系统中

        （1）首先要验证自己的驱动是否可以使用，是否完成了所有的功能，当所有都验证之后，就可以进行下面的操作。

        （2）将自己写的驱动c文件拷贝到下面的文件夹：

/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/drivers/input

         （3）修改当前文件夹下的“Makefile”

              将自己的驱动文件添加进去。

         （4）修改完成以后重新编译 linux 内核，然后用新的 zImage 启动开发板。如果驱动添加成功的话系统启动的时候就会输出如图 64.4.3.2 所示的信息：

注意：这时候触摸input对应的event可能会变，tslib测试的时候需要注意。