【电阻触摸屏】嵌入式linux 电阻触摸屏 (s3c2440)编程

底部由玻璃或有机玻璃组成基层，顶部是一层外表面经过硬化处理，以光滑防刮塑料层，中间是两层金属导电层，分别在基层和塑料层内表面，两层导电层之间有许多小的透明隔离点。当手指触摸屏幕时，两层导电层接触触触点。

触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面。每个工作面的两端都涂有银胶，称为工作面的一对电极。如果工作面的电极对上施加电压，工作面上会形成均匀连续的平行电压分布。如果上层为X轴，(X , X-)送出(5, 0)V的电压。

如图4所示，

当X方向的电极对上施加一定的电压，而Y方向的电极对上没有电压时，接触处的电压值可以在X平行电压场Y (或Y-)通过测量反映电极(等电势)Y 电极对地的电压可以知道接触点的X坐标值。同样，当Y电极对上加电压，而X电极对上不加电压时，通过测量X 电极的电压可以知道接触点的Y坐标。通过控制器将测得的类比信号的座位位置转换为数位信号，然后将数位信号的座位值传输到Host终端可以知道触压点，然后访问主机。

但如果用手指、笔或其它介质触摸面板，上下层接触会引起短路和压降，XY轴负责传输轴导电层测量的电压值(此时只有Y轴导电，X轴不导电，只负责传输)， YX轴负责轴导电层测量的电压值(此时只有Y轴导电，X轴不导电，只负责传输)，通过控制器将测得的类比信号的座位位置转换为数位信号，然后将数位信号的座位值传输到Host终端可以知道触压点，然后访问主机。

电阻式触摸屏的设计可分为四线式、五线式和八线式。每个工作原理都不一样，下面简单介绍一下。

四线式：

四线触摸屏的主要组成部分包括氧化锆锡导电玻璃(ITO Glass)，还有导电膜(ITO Film)，一般而言，导电玻璃与导电薄膜导电后均使用 5V电压(也有厂家使用不同于 5V的电压)。在这两层导电体中间隔球(细小的透明隔离点Spacer)将导电薄膜(ITO Glass)与导电薄膜(ITO Film)分离的目的是避免在没有触摸的情况下短路和误动。

更多5线8线触摸屏介绍：http://www.elecfans.com/baike/waijiepeijian/chugan/20100324205083.html?1324351403

更多资料：http://yunxiong1020.blog.163.com/blog/static/76344309201110283759386/

1.2 在S3C触摸屏接口2440中
SOC S3C2440触摸屏接口与ADC框图如下：

三、触摸屏接口

XP、XM、YP、YM四条信号线分别代码为四线电阻触摸屏接口：

nXPON	Plus X-axis on-off control signal	x轴正极开关控制信号
XMON	Minus X-axis on-off control signal	x轴负极开关控制信号
nYPON	Plus Y-axis on-off control signal	y轴正极开关控制信号
YMON	Minus Y-axis on-off control signal	y轴负极开关控制信号

触摸屏接口的模式如下：

(1)、普通ADC转换模式

(2)、独立X/Y位置转换模式

(3)、自动X/Y位置转换模式

(4)等待中断模式

我们主要接受触摸屏接口 等待中断模式和自动化X/Y自动转换模式的操作流程如下：触摸屏控制器自动转换X,Y转换后，将数据存储在寄存器中ADCDAT0和ADCDAT1.并产生INT_ADC转换完成中断通知。

详情请参考：数据手册

等待中断模式：
Waiting or Interrupt Modesetting value is rADCTSC=0xd3;  //
XP_PU, XP_Dis, XM_Dis, YP_Dis, YM_En.
当触摸后，触摸屏控制器产生INT_TC中断，等待中断模式下， Modesetting value (四个引脚设置应该为)：
rADCTSC=0xd3；XP_PU, XP_Dis, XM_Dis, YP_Dis, YM_En.

当触摸后，触摸屏控制器产生INT_TC中断，四个引脚设置应该为：

引脚	XP	XM	YP	YM
状态	PULL UP/XP Disable	Disable (初始值即是)	Disable	Enable
设置	1	0	1	1

当中断产生后，X/Y的位置数据可以选择独立X/Y位置转换模式，和自动X/Y位置转换模式进行读取，采用自动X/Y位置转换模式进行读取需要对我们已经设置的TSC寄存器进行更改，在原有的基础上，

S 3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE| S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0)。

数据转换完毕后，也会产生中断，通知转换结束。

2. 输入子系统模型分析2.1 整体框架：

输入子系统包括三个部分 设备驱动、输入核心、事件处理器。第一部分 设备驱动

     是连接在各个总线上的输入设备驱动，在我们的SOC上，这个总线可以是虚拟总线platformbus，他们的作用是将底层的硬件输入转化为统一事件型式，向输入核心(Input core)汇报.

第二部分 输入核心 的作用如下：
(1)    调用input_register_device() used to 添加设备，调用input_unregister_device() 除去设备。(下面会结合触摸屏驱动讲述)
(2)    在/PROC下产生相应的设备信息，下面这个例子即是：

/proc/bus/input/devices showing a USB mouse:

I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c002 Version=0120
N: Name="Logitech USB-PS/2 Mouse M-BA47"
P: Phys=usb-00:01.2-2.2/input0
H: Handlers=mouse0 event2
B: EV=7
B: KEY=f0000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=103

(3)    通知事件处理器对事件进行处理

第三部分是 事件处理器：
     输入子系统包括了您所需要的大多数处理器，如鼠标、键盘、joystick，触摸屏，也有一个通用的处理器被叫做event
handler(对于内核文件evdev.C).需要注意的是随着内核版本的发展，event handler将用来处理更多的不同硬件的输入事件。在Linux2.6.29版本中，剩下的特定设备事件处理就只有鼠标和joystick。这就意味着越来越多的输入设备将通过event
handler来和用户空间打交道。事件处理层的主要作用就是和用户空间打交道，我们知道Linux在用户空间将所有设备当成文件来处理，在一般的驱动程序中都有提供fops接口，以及在/dev下生成相应的设备文件nod，而在输入子系统的驱动中，这些动作都是在事件处理器层完成的，我们看看evdev.C相关代码吧。

static int __init evdev_init(void)
{
    return input_register_handler(&evdev_handler);
}

这是该模块的注册程序，将在系统初始化时被调用。
初始化得过程很简单，就一句话，不过所有的秘密都被保藏在evdev_handler中了：
static struct input_handler evdev_handler = {
    .event        = evdev_event,
    .connect    = evdev_connect,
    .disconnect    = evdev_disconnect,
    .fops        = &evdev_fops,
    .minor        = EVDEV_MINOR_BASE,
    .name        = "evdev",
    .id_table    = evdev_ids,
};

先看connect函数中如下的代码：snprintf(evdev->name, sizeof(evdev->name), "event%d", minor);
evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
    evdev->handle.name = evdev->name;
    dev_set_name(&evdev->dev, evdev->name);  evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);evdev->dev.class = &input_class;
    evdev->dev.parent = &dev->dev;
    evdev->dev.release = evdev_free;device_initialize(&evdev->dev);
      error = device_add(&evdev->dev);注意红色的部分这将会在/sys/device/viture/input/input0/event0这个目录就是在这里生成的，在event下会有一个dev的属性文件，存放着设备文件的设备号，，这样 udev 就能读取该属性文件获得设备号，从而在/dev目录下创建设备节点/dev/event0

再看evdev_fops成员：
static const struct file_operations evdev_fops = {
    .owner        = THIS_MODULE,
    .read        = evdev_read,
    .write        = evdev_write,
    .poll        = evdev_poll,
    .open        = evdev_open,
    .release    = evdev_release,
    .unlocked_ioctl    = evdev_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
    .compat_ioctl    = evdev_ioctl_compat,
#endif
    .fasync        = evdev_fasync,
    .flush        = evdev_flush
};
看过LDD3的人都知道，这是设备提供给用户空间的接口，用来提供对设备的操作，其中evdev_ioctl提供了很多命令，相关的命令使用参照《Using the Input Subsystem, Part II》

3    mini2440的触摸屏驱动

3.1 初始化：
static int __init s3c2410ts_init(void)
{
    struct input_dev *input_dev;
    adc_clock = clk_get(NULL, "adc");   //asm/clock.h 和clock.c  “adc” “iis” “mci”都在 clock.c 里定义
    if (!adc_clock) {
        printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n");
        return -ENOENT;
    }

clk_enable(adc_clock);  //获取时钟，挂载APB BUS上的外围设备，需要时钟控制，ADC就是这样的设备。

base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
I/O内存是不能直接进行访问的，必须对其进行映射，为I/O内存分配虚拟地址，这些虚拟地址以__iomem进行说明，但不能直接对其进行访问，需要使用专用的函数，如iowrite32
    if (base_addr == NULL) {
        printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n");
        return -ENOMEM;
    }
    s3c2410_ts_connect();
    iowrite32(S3C2410_ADCCON_PRSCEN | S3C2410_ADCCON_PRSCVL(0xFF),base_addr+S3C2410_ADCCON);//使能预分频和设置分频系数
    iowrite32(0xffff,  base_addr+S3C2410_ADCDLY);//设置ADC延时，在等待中断模式下表示产生INT_TC的间隔时间
    iowrite32(WAIT4INT(0), base_addr+S3C2410_ADCTSC);

按照等待中断的模式设置TSC
接下来的部分是注册输入设备
    input_dev = input_allocate_device();
//allocate memory for new input device,用来给输入设备分配空间，并做一些输入设备通用的初始的设置
    if (!input_dev) {
        printk(KERN_ERR "Unable to allocate the input device !!\n");
        return -ENOMEM;
    }
    dev = input_dev;
    dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS);
//设置事件类型
    dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);
    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);
以上四句都是设置事件类型中的code，如何理解呢，先说明事件类型，常用的事件类型
EV_KEY、EV_MOSSE, EV_ABS(用来接收像触摸屏这样的绝对坐标事件)，而每种事件又会
有不同类型的编码code，比方说ABS_X，ABS_Y，这些编码又会有相应的value
    dev->name = s3c2410ts_name;
    dev->id.bustype = BUS_RS232;
    dev->id.vendor = 0xDEAD;
    dev->id.product = 0xBEEF;
    dev->id.version = S3C2410TSVERSION;
//以上是输入设备的名称和id，这些信息时输入设备的身份信息了，在用户空间如何看到呢，
cat /proc/bus/input/devices，下面是我的截图

    if (request_irq(IRQ_ADC, stylus_action, IRQF_SAMPLE_RANDOM,
        "s3c2410_action", dev)) {
        printk(KERN_ERR "s3c2410_ts.c: Could not allocate ts IRQ_ADC !\n");
        iounmap(base_addr);
        return -EIO;
    }
    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);
    input_register_device(dev);
//前面已经设置了设备的基本信息和所具备的能力，所有的都准备好了，现在就可以注册了
    return 0;
}

中断处理stylus_action和stylus_updown两个中断处理函数，当笔尖触摸时，会进入到stylus_updown，
static irqreturn_t stylus_updown(int irq, void *dev_id)
{
    unsigned long data0;
    unsigned long data1;
    int updown;
//
注意在触摸屏驱动模块中，这个ADC_LOCK的作用是保证任何时候都只有一个驱动程序使用ADC的中断线，因为在mini2440adc模块中也会使用到ADC,这样只有拥有了这个锁，才能进入到启动ADC,注意尽管LDD3中说过信号量因为休眠不适合使用在ISR中，但down_trylock是一个例外，它不会休眠。

    if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0) {
        OwnADC = 1;
        data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0);
        data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1);
        updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));
        if (updown) {//means down
            touch_timer_fire(0);//这是一个定时器函数，当然在这里是作为普通函数调用，用来启动ADC
        } else {     OwnADC = 0;
            up(&ADC_LOCK);//注意红色的部分是基本不会执行的，除非你触摸后以飞快的速度是否，还来不及启动ADC，当然这种飞快的速度一般是达不到的，笔者调试程序时发现这里是进入不了的
         }
    }      
    return IRQ_HANDLED;

}
static void touch_timer_fire(unsigned long data)
{
      unsigned long data0;
      unsigned long data1;
    int updown;
      data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0);
      data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1);
     updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));
     if (updown) {//means down
         转换四次后进行事件汇报
         if (count != 0) {
            long tmp;
            tmp = xp;
            xp = yp;
            yp = tmp;
      //这里进行转换是因为我们的屏幕使用时采用的是240*320，相当于把原来的屏幕的X,Y轴变换。
个人理解，不只是否正确                                                                                          
                        xp >>= 2;
                        yp >>= 2;
/
             input_report_abs(dev, ABS_X, xp);
             input_report_abs(dev, ABS_Y, yp);