Linux驱动修炼之道-触摸屏驱动之s3c2410_ts源码分析

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S3C2440支持的是4线电阻式触摸屏，这里简单说一下触摸屏基本原理，目前的触摸屏种类有：阻型触摸屏，容性触摸屏，多点触摸。阻性触摸屏通常由三部分组成：上下两层透明的(ITO氧化铟)导体层，两层导体之间的间隔层和电极。触摸屏工作时，上下导体层各自构成了一个电阻网络，分别称为X层，Y层，X层在左右两电极，Y层在上下两电极分别引出信号，一共引出4个信号，构成所谓的4线电阻。当某一层加上电压时，会在该网络上形成电压梯度。如有外力使得上下两层在某一点接触，则在电极未加电压的另一层可以测得接触点的电压。得到的电压值通过A/D转换，就可相应的判断接触点的坐标。说白了，阻性触摸屏可以想象成两个方向的滑动变阻，当手点上时两个接触面被接触上，接触位置不一样相当于滑动位置不一样。

再来说一下S3C2440使用的ADC控制器，是一个10位的8通道的模数转换器。在2.5MHz的A/D转换时钟下，最大的转换速率可达500KSPS(SPS:sample per second，每秒采样的次数)。S3C2440的4个控制信号的引脚与AD的4个模拟信号输入引脚复用。从下图中可以看出ADC和触摸屏只有一个A/D转换器(A/D Converter)，可以通过设置寄存器来选择对哪路模拟信号(多达8路)进行采样。图中有两个中断信号：INT_ADC,INT_TC，前者表示A/D转换器已经转换完毕，后者表示触摸屏被按下了。

在Linux内核的触摸屏驱动中采用了延时进行消抖和算术平均值法进行滤波，这里分析一下s3c2410_ts程序，首先来看模块的初始化函数：

static int __init s3c2410ts_init(void) { struct input_dev *input_dev; int err; /*获得ad时钟*/ adc_clock = clk_get(NULL, "adc"); if (!adc_clock) { printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n"); return -ENOENT; } /*使能时钟*/ clk_enable(adc_clock); /*获得寄存器的虚拟地址*/ base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20); //remap the touch panal control register. if (base_addr == NULL) { printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n"); return -ENOMEM; } /*配置寄存器引脚*/ s3c2410_ts_connect(); iowrite32(S3C2410_ADCCON_PRSCEN | S3C2410_ADCCON_PRSCVL(0xFF),\ base_addr+S3C2410_ADCCON); iowrite32(0xffff, base_addr+S3C2410_ADCDLY); /*进入等待中断模式*/ iowrite32(WAIT4INT(0), base_addr+S3C2410_ADCTSC); /*注册输入设备*/ input_dev = input_allocate_device(); if (!input_dev) { printk(KERN_ERR "Unable to allocate the input device !!\n"); return -ENOMEM; } dev = input_dev; /*设备支持的事件，同步事件，按键事件，绝对坐标*/ dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS）, /*按键事件的类型，触摸屏点击*/ dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH); /*触摸屏使用的是绝对坐标系，所以设置x,y的范围和压力*/ input_set_abs_params(dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0); input_set_abs_params(dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0); input_set_abs_params(dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0); /*设备的身份信息，这里写死*/ dev->name = s3c2410ts_name; dev->id.bustype = BUS_RS232; dev->id.vendor = 0xDEAD; dev->id.product = 0xBEEF; dev->id.version = S3C2410TSVERSION; /*注册AD中断处理函数*/ if (request_irq(IRQ_ADC, stylus_action, IRQF_SHARED|IRQF_SAMPLE_RANDOM, "s3c2410_action", dev)) { printk(KERN_ERR "s3c2410_ts.c: Could not allocate ts IRQ_ADC !\n"); iounmap(base_addr); return -EIO; } /*注册irq中断处理函数*/ if (request_irq(IRQ_TC, stylus_updown, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "s3c2410_action", dev)) { printk(KERN_ERR "s3c2410_ts.c: Could not allocate ts IRQ_TC !\n"); iounmap(base_addr); return -EIO; } printk(KERN_INFO "%s successfully loaded\n", s3c2410ts_name); /*注册输入设备*/ err = input_register_device(dev); if(err) { printk(KERN_ERR "failed to register input device\n"); } return 0; }

下面来看一下IRQ_TC的中断处理函数：

static irqreturn_t stylus_updown(int irq, void *dev_id) { unsigned long data0; unsigned long data1; int updown; /*获得锁，可能有其他的设备会用到AD模块*/ if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0) { /*标识对触摸屏进行了操作*/ OwnADC = 1; /*读状态寄存器的值*/ data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0); data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1); /*如果updown为1表示按下，为0表示抬起*/ updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)); if (updown) { /*如果被按下，touch_timer_fire进行实际的处理*/ touch_timer_fire(0); } else { OwnADC = 0; up(&ADC_LOCK); } } return IRQ_HANDLED; }

下面看一下这个实际进行中断处理的函数：

static void touch_timer_fire(unsigned long data) { unsigned long data0; unsigned long data1; int updown; /*读状态，看是被按下，还是被弹起*/ data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0); data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1); updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)); if(updown) { if(count != 0) { long tmp; tmp = xp; xp = yp; yp = tmp; /*这是一种算术平均滤波法，*/ xp >>= 2; yp >>= 2; input_report_abs(dev, ABS_X, xp); input_report_abs(dev, ABS_Y, yp); input_report_key(dev, BTN_TOUCH, 1); input_report_abs(dev, ABS_PRESSURE, 1); input_sync(dev); } /*如果是被按下，并且没有进行过AD转换，则开始AD转化*/ xp = 0; yp = 0; count = 0; iowrite32(S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | AUTOPST, base_addr+S3C2410_ADCTSC); iowrite32(ioread32(base_addr+S3C2410_ADCCON) | S3C2410_ADCCON_ENABLE_START, base_addr+S3C2410_ADCCON); } else { count = 0; input_report_key(dev, BTN_TOUCH, 0); input_report_abs(dev, ABS_PRESSURE, 0); input_sync(dev); iowrite32(WAIT4INT(0), base_addr+S3C2410_ADCTSC); if (OwnADC) { OwnADC = 0; up(&ADC_LOCK); } } }

如果AD转换完成，会调用AD完成的中断处理程序：

static irqreturn_t stylus_action(int irq, void *dev_id) { unsigned long data0; unsigned long data1; /*如果确实对触摸屏进行了操作*/ if (OwnADC) { /*获得转换后的数据，并增加采样次数*/ data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0); data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1); count++; /*如果采样次数少于4次，则继续进行AD采样*/ if (count < (1<<2)) { iowrite32(S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | AUTOPST, base_addr+S3C2410_ADCTSC); iowrite32(ioread32(base_addr+S3C2410_ADCCON) | S3C2410_ADCCON_ENABLE_START, base_addr+S3C2410_ADCCON); } else { /*否则启动定时器，在1个滴答之后上报事件，并进入等待中断状态*/ mod_timer(&touch_timer, jiffies+1); iowrite32(WAIT4INT(1), base_addr+S3C2410_ADCTSC); } } return IRQ_HANDLED; }