本篇博客分以下几部分讲解
1、介绍电阻式触摸屏的原理
2、介绍触摸屏驱动的框架（输入子系统）
3、介绍程序用到的结构体
4、介绍程序用到的函数
5、编写程序
6、测试程序
1、介绍电阻式触摸屏的原理
所谓的电阻式触摸屏，只不过是在LCD屏幕上贴了一层膜，这层膜的大小与LCD的尺寸刚好相同，它分为上下两层膜（假设上层为X膜，下层为Y膜），按下膜的不同位置，会产生不同的电压值，这样根据不同的电压值可以确定触点的位置，这就是触摸屏的基本原理。其实是利用了最简单的电阻分压原理。
下面的图是四线式电阻触摸屏的原理图，它的四根线都接到芯片的IO口上
1、如图14.4是什么都不设置的触摸屏的情况，其中S1、S2、S3、S4是由芯片内部寄存器控制的，四线电阻的四根线其实等效于接到了这个四个开关上了。
2、如图14.5是将触摸屏设置为等待中断的情况，可以看到只要触摸板被按下，Y_ADC点的电压就会发生变化，然后就会产生一个中断事件报告CPU有按键按下待处理。
3、确定按键被按下后，通过设置触摸屏ADC相关寄存器，设置为自动测量坐标模式，首先会进入测量X坐标模式，如图14.6可以将Y_ADC的值测量出来
4、接着进入测量Y坐标模式，如图14.7可以将X_ADC的值测量出来。x,y坐标测量出来后会存放在相应寄存中，然后又会产生一个中断，等待CPU读取x,y的坐标值
5、CPU确认读取玩x,y坐标的值之后就进入等待松开模式，当Y_ADC的电压为VCC时就认为松开，并进入相应中断。等待CPU处理。
2、介绍触摸屏驱动的框架（输入子系统）
触摸对于linux内核来说也是一个输入的器件，与按键一样，只不过比按键的值丰富了许多。在Linux驱动之输入子系统简析已经介绍过了输入子系统的框架，这里再简单回顾一下。
输入子系统按框架可以分为设备驱动层、事件层、以及核心层。
整个调用过程如下：
app_read->evdev_read->kbtab_irq->input_report_key->input_event->evdev_event->evdev_read
应用层 事件层 设备层 核心层 核心层 事件层 事件层
如果要自己添加一个输入子系统的设备，只需要添加设备层的文件即可。
1、在里面添加设备层input_dev结构并初始化
2、编写中断处理程序
3、介绍程序用到的结构体
其实编写触摸屏的驱动程序就是编写一个输入子系统的设备层。它需要用的结构体有
1、struct input_dev结构体
struct input_dev {
void *private;
const char *name;//设备名字
const char *phys;//文件路径，比如 input/buttons
const char *uniq;
struct input_id id;
unsigned long evbit[NBITS(EV_MAX)];//表示支持哪类事件，常用于以下几种事件(可以多选)
//EV_SYN 同步事件，当使用input_event()函数后,就要使用这个上报个同步事件
//EV_KEY 键盘事件
//EV_REL (relative)相对坐标事件，比如鼠标
//EV_ABS (absolute)绝对坐标事件，比如摇杆、触摸屏感应
unsigned long keybit[NBITS(KEY_MAX)];//存放支持的键盘按键值
//键盘变量定义在:include/linux/input.h, 比如: KEY_L(按键L)、BTN_TOUCH(触摸屏的按键)
unsigned long relbit[NBITS(REL_MAX)];//存放支持的相对坐标值
unsigned long absbit[NBITS(ABS_MAX)];//存放支持的绝对坐标值
unsigned long mscbit[NBITS(MSC_MAX)];
unsigned long ledbit[NBITS(LED_MAX)];
unsigned long sndbit[NBITS(SND_MAX)];
unsigned long ffbit[NBITS(FF_MAX)];
unsigned long swbit[NBITS(SW_MAX)];
...
...
int absmax[ABS_MAX + 1];//绝对坐标的最大值
int absmin[ABS_MAX + 1];//绝对坐标的最小值
int absfuzz[ABS_MAX + 1];//绝对坐标的干扰值,默认为0,
int absflat[ABS_MAX + 1];//绝对坐标的平焊位置,默认为0
...
...
};2、struct timer_list结构体（用于触摸屏的长按处理）
struct timer_list {
struct list_head entry;
unsigned long expires;//期望定时器执行的jiffies值，假设需要定时10ms，那么应该设置expires = jiffies + HZ/100(10ms为100hz)
void (*function)(unsigned long);//定时器定时时间到了之后的回调函数
unsigned long data;//回调函数传入的数据
struct tvec_t_base_s *base;
#ifdef CONFIG_TIMER_STATS
void *start_site;
char start_comm[16];
int start_pid;
#endif
};
4、介绍程序用到的函数
触摸屏程序用到的函数众多大致分为以下几类：
1、输入子系统相关的函数
struct input_dev *input_allocate_device(void);//分配一个struct input_dev结构体，返回的是struct input_dev *
inline void set_bit(int nr, volatile unsigned long *addr);//这是一个内联函数，在调用的时候展开，功能为设置*addr的nr位为1
inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat);//设置绝对位移的参数
//struct input_dev *dev表示哪个输入子系统设备的绝对位移参数
//axis表示哪个坐标的绝对位移参数，可以设置为ABS_X、ABS_Y、ABS_PRESSURE等，位于include/linux/input.h中
//min绝对位移坐标的最小值
//max绝对位移坐标的最大值
//fuzz绝对位移坐标的干扰值，默认为0
//flat绝对位移坐标的平焊位置，默认为0
int input_register_device(struct input_dev *dev);//注册输入子系统设备驱动，输入参数为struct input_dev *
void input_unregister_device(struct input_dev *dev);//反注册输入子系统的设备驱动，输入参数为struct input_dev *
void input_free_device(s3c_ts_input);//释放分配的input_dev结构,，输入参数为struct input_dev *
static inline void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value);//上传绝对位移事件
//struct input_dev *dev表示哪个输入子系统设备的事件上传
//code表示绝对位移事件的哪类事件，可以取值ABS_PRESSURE、ABS_X、ABS_Y
//value表示事件的按键值
static inline void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value);//上传按键事件
//struct input_dev *dev表示哪个输入子系统设备的事件上传
//code表示按键事件的哪类事件，可以取值BTN_TOUCH等
//value表示事件的按键值
static inline void input_sync(struct input_dev *dev);//上传同步事件，表示这次事件数据已经传送完成了2、中断相关的函数
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id);//注册一个中断
//返回0表示注册成功，反之注册失败
//irq表示注册的中断号：有IRQ_TC、IRQ_ADC等等，位于include\asm-arm\arch-s3c2410irqs.h
//handler表示中断出现后的回调函数，函数原型为typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);
//irqflags表示中断类型，可以设置为IRQF_SHARED、IRQF_DISABLED、IRQF_SAMPLE_RANDOM。位于include\linux\interrupt.h
//char *devname表示中断的名称
//void *dev_id传给中断回调函数的参数
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);//释放中断
//irq表示中断号
//void *dev_id为传给中断回调函数的参数3、定时器相关的函数
void fastcall init_timer(struct timer_list *timer);//初始化一个定时器*timer
inline void add_timer(struct timer_list *timer);//将定时器*timer将入内核
int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires);//更改定时器*timer的定时值
5、编写程序
程序的大致思路为：
1、分配一个input_dev结构体
2、设置input_dev结构体
3、注册input_dev结构体
4、硬件相关的操作
a、使能ADC时钟
b、设置S3C2440的ADC/TS寄存器
c、注册INT_TC中断
d、注册INT_ADC中断
f、设置一个定时器用于长按处理
程序流程：
1、首先触摸屏位于等待按下状态；
2、待按键按下后，进入INTC_TC中断，在中断里面设置为INT_ADC中断等待ADC转换完成；
3、转换完成后进入INT_ADC中断：在里面上报X、Y坐标值；改变定时器值，使得10ms后调用定时器处理函数；设置为等待松开模式。
4、若按键在10ms内还未松开，定时器处理函数里面将触摸屏设置为INT_ADC中断模式，继续转到第3步。
5、若在10ms内松开，则进入INTC_TC中断，在中断里面设置为等待按键模式
下面是完整程序
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <asm/io.h> //含有iomap函数iounmap函数
#include <asm/uaccess.h>//含有copy_from_user函数
#include <linux/device.h>//含有类相关的处理函数
#include <linux/fb.h> //含有fb_info结构体定义
//#include <asm/dma-mapping.h> //含有dma_free_writecombine宏定义
//#include <linux/dma-mapping.h> //含有dma_free_writecombine宏定义
#include <linux/platform_device.h>//含有平台设备总线模型相关变量
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/clk.h>
#include <asm-generic/errno-base.h> //含有各种错误返回值
#include <linux/input.h> //含有输入子系统相关的类型
#include <linux/irq.h> //含有IRQ_HANDLED\IRQ_TYPE_EDGE_RISING
#include <asm/irq.h> //含有IRQT_BOTHEDGE触发类型
#include <linux/interrupt.h> //含有request_irq、free_irq函数
struct ts_regs
{
unsigned long adccon;
unsigned long adctsc;
unsigned long adcdly;
unsigned long adcdat0;
unsigned long adcdat1;
unsigned long adcupdn;
};
static struct input_dev *s3c_ts_input; //新建一个输入子系统的设备层结构
static struct ts_regs *ts_reg; //分配一个adc触摸相关的寄存器
static struct timer_list ts_timer; //定义一个定时器处理长按的情况
static void enter_wait_pen_down_mode(void)//进入等待触摸笔按下的模式
{
ts_reg->adctsc = 0xd3;//设置等待按下 模式中断
}
static void enter_wait_pen_up_mode(void)//进入等待触摸笔松开的模式
{
ts_reg->adctsc = 0x1d3;//设置等待松开 模式中断
}
static void enter_measure_xy_mode(void)
{
ts_reg->adctsc = ((1<<2) | (1<<3));//设置自动测量adc模式,上拉电阻必须去掉
ts_reg->adccon |= (1<<0);//启动adc转换
}
static irqreturn_t pen_up_down_irq(int irq, void *dev_id)
{
if (ts_reg->adcdat0 & (1<<15))//如果是释放中断
{
// printk("pen up\n");
enter_wait_pen_down_mode();//进入等待按下模式
}
else//如果是按下中断
{
// printk("pen down\n");
//enter_wait_pen_up_mode();
enter_measure_xy_mode();//进入自动转换adc模式等待ADC转换完成进入ADC中断
}
// if (ts_reg->adcdat1 & (1<<15))
// {
// printk("pen up\n");
// enter_wait_pen_down_mode();
// }
// else
// {
// printk("pen down\n");
// enter_wait_pen_up_mode();
// }
return IRQ_HANDLED;
}
static int s3c_filter_ts(int x[], int y[])//adc软件滤波
{
#define ERR_LIMIT 10
int avr_x, avr_y;
int det_x, det_y;
avr_x = (x[0] + x[1])/2;
avr_y= (y[0] + y[1])/2;
det_x = (avr_x > x[2])?(avr_x - x[2]):(x[2] - avr_x);
det_y = (avr_y > y[2])?(avr_y - y[2]):(y[2] - avr_y);
if((det_x >ERR_LIMIT) || (det_y >ERR_LIMIT))
return 0;
avr_x = (x[1] + x[2])/2;
avr_y= (y[1] + y[2])/2;
det_x = (avr_x > x[3])?(avr_x - x[3]):(x[3] - avr_x);
det_y = (avr_y > y[3])?(avr_y - y[3]):(y[3] - avr_y);
if((det_x >ERR_LIMIT) || (det_y >ERR_LIMIT))
return 0;
return 1;
}
static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)
{
static int x[4],y[4];
static int cnt=0;
int xvalue;
int yvalue;
int i;
/*优化措施2,如果ADC完成时，发现触摸笔已经松开，则丢弃此次结果*/
if (ts_reg->adcdat0 & (1<<15))//如果已经松开了
{
cnt = 0;//不能漏
input_report_abs(s3c_ts_input,ABS_PRESSURE,0); //压力为0
input_report_key(s3c_ts_input,BTN_TOUCH,0); //0表示松开
input_sync(s3c_ts_input); //事件已经处理完
enter_wait_pen_down_mode();//直接进入等待按下模式
}
else
{
/*优化措施3：多次测量求平均值*/
x[cnt] = ts_reg->adcdat0&0x3ff;
y[cnt] = ts_reg->adcdat1&0x3ff;
if(++cnt==4)//先++，再判断
{
if(s3c_filter_ts(x,y))//如果差值小于10
{
xvalue = 0;
yvalue = 0;
for(i=0;i<4;i++)
{
xvalue = x[i] + xvalue;
yvalue = y[i] + yvalue;
}
xvalue /= 4;
yvalue /= 4;
input_report_abs(s3c_ts_input,ABS_X,xvalue);
input_report_abs(s3c_ts_input,ABS_Y,yvalue);
input_report_abs(s3c_ts_input,ABS_PRESSURE,1);//压力值为1
input_report_key(s3c_ts_input,BTN_TOUCH,1); //1表示按下
input_sync(s3c_ts_input);//事件已经处理完毕
//printk("x = %d ,y = %d\n",xvalue,yvalue);
mod_timer(&ts_timer,jiffies+HZ/100);//
//enter_wait_pen_up_mode();//进入等待松开模式
}
//else//如果差值大于10则丢弃
//{
enter_wait_pen_up_mode();//进入等待松开模式
//}
cnt = 0;
}
else
{
enter_measure_xy_mode();//继续进入自动测量模式
}
}
return IRQ_HANDLED;
}
static void s3c_ts_timer_funcitin(unsigned long t)
{
if (ts_reg->adcdat0 & (1<<15))//如果已经松开了
{
input_report_abs(s3c_ts_input,ABS_PRESSURE,0); //压力为0
input_report_key(s3c_ts_input,BTN_TOUCH,0); //0表示松开
input_sync(s3c_ts_input); //事件已经处理完毕
enter_wait_pen_down_mode();//直接进入等待按下模式
}
else
{
enter_measure_xy_mode();//继续进入自动测量模式
}
}
static int s3c_ts_init(void)
{
struct clk *adc_clock;
int ret;
/* 1、分配一个input_dev结构体 */
s3c_ts_input = input_allocate_device();//在设备层分配一个input_dev结构
if (!s3c_ts_input)
return -ENOMEM;
/* 2、设置它 */
/* 2.1 能产生哪些事件 */
set_bit(EV_KEY, s3c_ts_input->evbit); //按键事件
set_bit(EV_ABS, s3c_ts_input->evbit);//绝对位移事件
/* 2.2 能产生这类事件里的哪些事件 */
set_bit(BTN_TOUCH, s3c_ts_input->keybit);//按键事件里的BTN_TOUCH事件
input_set_abs_params(s3c_ts_input, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);
input_set_abs_params(s3c_ts_input, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);
input_set_abs_params(s3c_ts_input, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);
/* 3、注册 */
input_register_device(s3c_ts_input);//注册设备驱动
/* 4、硬件相关的操作 */
/* 4.1 使能时钟（CLKCON[15]）*/ //为了省电，内核将不相关的外设时钟关掉 用的是PCLK时钟
adc_clock = clk_get(NULL, "adc");
clk_enable(adc_clock);//使能ACD时钟
/* 4.2 设置S3C2440的ADC/TS寄存器 */
ts_reg = ioremap(0x58000000, sizeof(struct ts_regs));//将ADC相关的寄存器的物理地址转换为虚拟地址
/*预分配使能、预分配系数=49+1；所以ADC时钟为1M*/
ts_reg->adccon = (1<<14) | (49<<6);
/*优化措施1,设置ADCDLY为最大值，这使得电压稳定后再发出IRQ_TC中断*/
ts_reg->adcdly = 0xffffffff; //设置adc延时值，等待数值稳定后再读取相应的值
/*注册INT_TC中断*/
ret = request_irq(IRQ_TC, pen_up_down_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "ts_pen", NULL);
if(ret)
return -1;
/*注册INT_ADC中断*/
ret = request_irq(IRQ_ADC,adc_irq,IRQF_SAMPLE_RANDOM,"adc",NULL);
if(ret)
return -1;
/*优化措施4：使用定时器处理长按滑动的情况*/
init_timer(&ts_timer);
ts_timer.function = s3c_ts_timer_funcitin;
add_timer(&ts_timer);
/*进入等待中断模式*/
enter_wait_pen_down_mode();//等待进入按下中断
return 0;
}
static void s3c_ts_exit(void)
{
input_unregister_device(s3c_ts_input);//反注册
input_free_device(s3c_ts_input);//释放分配的input_dev结构
iounmap(ts_reg);
free_irq(IRQ_TC, NULL);//释放触摸中断
free_irq(IRQ_ADC, NULL);//释放adc中断
}
module_init(s3c_ts_init);
module_exit(s3c_ts_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
6、测试程序
1、make menuconfog 去掉原来的触摸屏驱动程序
Device Drives
Input device supoport
Generic input layer
Touchscreens
<>S3c2410/s3c2440 touchscreens
2、make uImage
3、重启开发版，进入UBOOT，下载编译完成的uImage_nots文件到0x30000000地址处:nfs 30000000 192.168.1.5:/work/nfs_root/uImage_nots。然后bootm 30000000进入此内核
4、进入系统后挂接网络文件系统mount -t nfs -o nolock,vers=2 192.168.1.5:/work/nfs_root/first_fs /mnt
5、切换到/mnt目录。操作的就是服务器上的目录
6、制作tslib库，tslib库是介于触摸屏驱动程序与应用程序之间的接口。
a、从网上下载tslib-1.4.tar.gz安装包
b、tar xzf tslib-1.4.tar.gz解压
c、cd tslib切换到tslib目录
d、./autogen.sh运行
e、mkdir tmp新建一个temp目录
f、echo "ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes" >arm-linux.cache
g、./configure --host=arm-linux --cache-file=arm-linux.cache --prefix=$(pwd)/tmp将安装目录设置为新建的tmp目录
h、make编译；make install安装
i、cd tmp切换到安装目录；cp * -rf /work/nfs_root/first_fs将当前所有文件都拷贝到网络文件系统下
7、使用tslib库,tslib库已经拷贝到了/mnt目录下
8、先安装10th_ts_drv.ko
9、修改 /etc/ts.conf第1行(去掉#号和第一个空格)：
# module_raw input
改为：
module_raw input
10、配置环境变量
export TSLIB_TSDEVICE=/dev/event0 //使用的输入设备
export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf
export TSLIB_PLUGINDIR=/lib/ts
export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none
export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0 //使用的显示设备11、运行ts_calibrate程序进行触摸屏校验
12、运行ts_test可以进行写字、画图等操作。
