触摸屏驱动三部曲之功能实现及优化

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           小伙伴们准备好了吗？又到了看手冊写代码的时候了。既懂硬件又懂软件的驱动project师们。Come On.....

一.整体框图

二.驱动代码

#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serio.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/irq.h>

#include <asm/plat-s3c24xx/ts.h>

#include <asm/arch/regs-adc.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>

/*TS寄存器结构体*/
struct s3c_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_dev;
static volatile struct s3c_ts_regs *s3c_ts_regs;

static struct timer_list ts_timer;  //定义一个定时器

/*进入等待按下模式*/
static void enter_wait_pen_down_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = 0xd3;
}

/*进入等待松开模式*/
static void enter_wait_pen_up_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = 0x1d3;
}

/*进入測量xy模式*/
static void enter_measure_xy_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = (1<<3)|(1<<2);
}

/*启动ADC*/
static void start_adc(void)
{
	s3c_ts_regs->adccon |= (1<<0);
}

/*软件过滤*/
static int s3c_filter_ts(int x[], int y[])
{
#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 = (x[2] > avr_x) ?
 (x[2] - avr_x) : (avr_x - x[2]);
	det_y = (y[2] > avr_y) ? (y[2] - avr_y) : (avr_y - y[2]);

	if ((det_x > ERR_LIMIT) || (det_y > ERR_LIMIT))//假设大于限制值。则觉得是错误的
		return 0;

	avr_x = (x[1] + x[2])/2;
	avr_y = (y[1] + y[2])/2;

	det_x = (x[3] > avr_x) ?
 (x[3] - avr_x) : (avr_x - x[3]);
	det_y = (y[3] > avr_y) ? (y[3] - avr_y) : (avr_y - y[3]);

	if ((det_x > ERR_LIMIT) || (det_y > ERR_LIMIT))
		return 0;
	
	return 1;
}
/*定时器*/
static void s3c_ts_timer_function(unsigned long data)
{
	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15))  //0为按下，1为松开
	{
		/* 已经松开 */
		input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_dev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_dev);
		enter_wait_pen_down_mode();
	}
	else
	{
		/* 測量X/Y坐标 */
		enter_measure_xy_mode();
		start_adc();
	}
}


/*触摸变化中断*/
static irqreturn_t pen_down_up_irq(int irq, void *dev_id)
{
	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15))  //假设松开继续进入等待按下模式
	{
		//printk("pen up
");
		input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_dev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_dev);
		enter_wait_pen_down_mode();
	}
	else                                 //假设未松开，再次測量x,y坐标
	{
		//printk("pen down
");
		//enter_wait_pen_up_mode();
		enter_measure_xy_mode();
		start_adc();
	}
	return IRQ_HANDLED;
}

static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)
{
	static int cnt = 0;
	static int x[4], y[4];
	int adcdat0, adcdat1;
	
	
	/* 优化措施2: 假设ADC完毕时, 发现触摸笔已经松开, 则丢弃此次结果 */
	adcdat0 = s3c_ts_regs->adcdat0;
	adcdat1 = s3c_ts_regs->adcdat1;

	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15))
	{
		/* 已经松开 ，等待触摸笔按下，丢弃结果*/
		cnt = 0;
		input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_PRESSURE, 0);
		input_report_key(s3c_ts_dev, BTN_TOUCH, 0);
		input_sync(s3c_ts_dev);
		enter_wait_pen_down_mode();
	}
	else
	{
		// printk("adc_irq cnt = %d, x = %d, y = %d
", ++cnt, adcdat0 & 0x3ff, adcdat1 & 0x3ff);
		/* 优化措施3: 多次測量求平均值 */
		x[cnt] = adcdat0 & 0x3ff;
		y[cnt] = adcdat1 & 0x3ff;
		++cnt;
		if (cnt == 4)
		{
			/* 优化措施4: 软件过滤 */
			if (s3c_filter_ts(x, y))
			{			
				//printk("x = %d, y = %d
", (x[0]+x[1]+x[2]+x[3])/4, (y[0]+y[1]+y[2]+y[3])/4);
				input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_X, (x[0]+x[1]+x[2]+x[3])/4); //上报事件X
				input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_Y, (y[0]+y[1]+y[2]+y[3])/4);  //上报事件Y
				input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_PRESSURE, 1);                //上报事件压力
				input_report_key(s3c_ts_dev, BTN_TOUCH, 1);                    //上报按键类事件
				input_sync(s3c_ts_dev);                                      //表示事件已经上报完毕
			}
			cnt = 0;
			enter_wait_pen_up_mode();//測量完之后进入等待松开模式

			/* 启动定时器处理长按/滑动的情况 */
			mod_timer(&ts_timer, jiffies + HZ/100);//10ms
		}
		else
		{
                       /*假设没到4次。就再測量一次*/
			enter_measure_xy_mode();
			start_adc();
		}		
	}
	
	return IRQ_HANDLED;
}

static int s3c_ts_init(void)
{
	struct clk* clk;
	
	/* 1. 分配一个input_dev结构体 */
	s3c_ts_dev = input_allocate_device();

	/* 2. 设置 */
	/* 2.1 能产生哪类事件 */
	set_bit(EV_KEY, s3c_ts_dev->evbit);
	set_bit(EV_ABS, s3c_ts_dev->evbit);

	/* 2.2 能产生这类事件里的哪些事件 */
	set_bit(BTN_TOUCH, s3c_ts_dev->keybit);

	input_set_abs_params(s3c_ts_dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);
	input_set_abs_params(s3c_ts_dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);
	input_set_abs_params(s3c_ts_dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);


	/* 3. 注冊 */
	input_register_device(s3c_ts_dev);

	/* 4. 硬件相关的操作 */
	/* 4.1 使能时钟(CLKCON[15]) */
	clk = clk_get(NULL, "adc");
	clk_enable(clk);
	
	/* 4.2 设置S3C2440的ADC/TS寄存器 */
	s3c_ts_regs = ioremap(0x58000000, sizeof(struct s3c_ts_regs));

	/* bit[14]  : 1-A/D converter prescaler enable预分配使能
	 * bit[13:6]: A/D converter prescaler value,
	 *            49, ADCCLK=PCLK/(49+1)=50MHz/(49+1)=1MHz
	 * bit[0]: A/D conversion starts by enable. 先设为0
	 */
	s3c_ts_regs->adccon = (1<<14)|(49<<6);
	
        /*注冊触摸变化中断*/
	request_irq(IRQ_TC, pen_down_up_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "ts_pen", NULL);
        /*注冊ADC中断*/
	request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "adc", NULL);

	/* 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
	 */
	s3c_ts_regs->adcdly = 0xffff;

	/* 优化措施5: 使用定时器处理长按,滑动的情况
	 * 
	 */
	init_timer(&ts_timer);
	ts_timer.function = s3c_ts_timer_function;
	add_timer(&ts_timer);

	enter_wait_pen_down_mode();
	
	return 0;
}

static void s3c_ts_exit(void)
{
	free_irq(IRQ_TC, NULL);         //释放中断
	free_irq(IRQ_ADC, NULL);
	iounmap(s3c_ts_regs);         
	input_unregister_device(s3c_ts_dev);  //输入子系统注销
	input_free_device(s3c_ts_dev);        //输入子系统释放
	del_timer(&ts_timer);
}

module_init(s3c_ts_init);
module_exit(s3c_ts_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

三.程序分析（代码凝视的比較完整，我主要对硬件方面的设置进行解说）

            1.设置ADCCON寄存器

	/* bit[14]  : 1-A/D converter prescaler enable预分配使能
	 * bit[13:6]: A/D converter prescaler value,
	 *            49, ADCCLK=PCLK/(49+1)=50MHz/(49+1)=1MHz
	 * bit[0]: A/D conversion starts by enable. 先设为0，等按下后再设为1
	 */
	s3c_ts_regs->adccon = (1<<14)|(49<<6);

         

                2.设置ADCTSC寄存器

/*进入等待按下模式
 *11100011，依据我们第一节的那个图能够知道YM，与XM使能对照上图就可以知道应设为1101 0011，即0xd3
*/
static void enter_wait_pen_down_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = 0xd3;
}

/*进入等待松开模式
*与上面的唯一不同就是bit[8]设为了1
*/
static void enter_wait_pen_up_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = 0x1d3;
}

/*进入測量xy模式
*选择自己主动測量模式bit[2]=1,关闭上拉
*/
static void enter_measure_xy_mode(void)
{
	s3c_ts_regs->adctsc = (1<<3)|(1<<2);
}

           3.关于ADCDAT0与ADCDAT1

在等在中断模式下0表示按下，1表示松开

	if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15))  //0为按下，1为松开           

仅仅要低10位所以为3ff。


		x[cnt] = adcdat0 & 0x3ff;
		y[cnt] = adcdat1 & 0x3ff;

四.程序优化

           1.设置ADCDLY为最大值, 这使得电压稳定后再发出IRQ_TC中断（电压不稳肯定測不准，触屏原理是电阻嘛）

    s3c_ts_regs->adcdly = 0xffff;

           2.假设ADC完毕时, 发现触摸笔已经松开, 则丢弃此次结果

    if (s3c_ts_regs->adcdat0 & (1<<15))
    {
        /* 已经松开 。等待触摸笔按下，丢弃结果*/
        cnt = 0;
        input_report_abs(s3c_ts_dev, ABS_PRESSURE, 0);
        input_report_key(s3c_ts_dev, BTN_TOUCH, 0);
        input_sync(s3c_ts_dev);
        enter_wait_pen_down_mode();
    }

           3.多次測量求平均值(多測几次，肯定比一次准嘛)

        x[cnt] = adcdat0 & 0x3ff;
        y[cnt] = adcdat1 & 0x3ff;
        ++cnt;
        if (cnt == 4){}

           4.软件过滤 （就是设置个限定值，连续測量时，突然有一个值很大或者小，那就认定它为错误值。舍去）

static int s3c_filter_ts(int x[], int y[])
{
#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 = (x[2] > avr_x) ?
 (x[2] - avr_x) : (avr_x - x[2]);
    det_y = (y[2] > avr_y) ? (y[2] - avr_y) : (avr_y - y[2]);

    if ((det_x > ERR_LIMIT) || (det_y > ERR_LIMIT))//假设大于限制值。则觉得是错误的
        return 0;

    avr_x = (x[1] + x[2])/2;
    avr_y = (y[1] + y[2])/2;

    det_x = (x[3] > avr_x) ?
 (x[3] - avr_x) : (avr_x - x[3]);
    det_y = (y[3] > avr_y) ?
 (y[3] - avr_y) : (avr_y - y[3]);

    if ((det_x > ERR_LIMIT) || (det_y > ERR_LIMIT))
        return 0;
    
    return 1;
}

           5.使用定时器处理长按,滑动的情况（事实上就是加一个定时器延时，定时器在我曾经写的按键驱动恩恩怨怨之防抖动那篇文章有具体的解说）

                   a.初始化

  init_timer(&ts_timer);
    ts_timer.function = s3c_ts_timer_function;
    add_timer(&ts_timer);

                   b.启动

            /* 启动定时器处理长按/滑动的情况 */
            mod_timer(&ts_timer, jiffies + HZ/100);//10ms

                   c.处理

static void s3c_ts_timer_function(unsigned long data){}

五.測试（我用的是tslib 1.4）

                1.主机先安装

sudo apt-get install autoconf
sudo apt-get install automake
sudo apt-get install libtool

                 2.编译

                         tar xzf tslib-1.4.tar.gz
                         cd tslib
                         ./autogen.sh

                         mkdir tmp
                         echo "ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes" >arm-linux.cache
                         ./configure --host=arm-linux --cache-file=arm-linux.cache --prefix=$(pwd)/tmp
                         make
                         make install

                3.安装

                        cd tmp
                        cp * -rf /ts_dir（仅仅要是你的根文件文件夹即可，不一定是这个文件夹）

                4.使用（先安装s3c_ts.ko, lcd.ko）

                        a.改动 /etc/ts.conf第1行(去掉#号和第一个空格)：
                                   # module_raw input
                           改为:module_raw input

                        b.定义环境变量

                              export QWS_MOUSE_PROTO=TPanel:/dev/input/event0
                              export T_ROOT=/ts_dir                           （这里要和你前面放的那个根文件夹）
                              export LD_LIBRARY_PATH=$T_ROOT/lib
                              export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none
                              export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0
                              export TSLIB_TSDEVICE=/dev/event0
                              export TSLIB_CALIBFILE=$T_ROOT/etc/pointercal
                              export TSLIB_CONFFILE=$T_ROOT/etc/ts.conf
                              export TSLIB_PLUGINDIR=$T_ROOT/lib/ts
                         c.測试ts_calibrate等。

。

                

參考：韦东山视频第二期