22_多点电容触摸屏驱动

时间：2022-12-27 18:00:00 ct474电容怎么用 y系列电容 6410电容屏驱动电容触摸触控ic 电容的if 20008电容触摸屏

一、linux电容式触摸屏驱动简介

多点触摸屏（MT）简介

电容多点触摸屏驱动由以下驱动类型组成：

IIC 设备驱动，电容触摸 IC 基本都是 IIC 接口。
中断引脚 (INT) 在中断服务函数中完成在中断服务函数中完成坐标报告。
触摸屏的坐标信息、屏幕按下和提升信息都属于 input 子系统，向内核上报触摸屏坐标信息要使用 input 子系统。

多点电容触摸屏协议详细说明了内核中的一份文件，文件路径如下:Documentation/input/multi-touch-protocol.txt

如果使用 2.x 版本的核心可能找不到 MT 协议，MT协议分为两种类型，TypeA 和 TypeB，两种类型的区别如下：

TypeA：适用于触摸点无法区分或跟踪，这类设备报告原始数据。

TypeB：适用于具有硬件跟踪和区分触摸点的触摸设备。这类设备是通过 slot 更新触摸点的信息。

1）ABS_MT事件

通过一系列的触摸点信息 ABS_MT 事件上报给 linux 内核，只有 ABS_MT 多点触摸， ABS_MT 在文件中定义事件 linux/input.h 中：

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

常用到的有：

ABS_MT_SLOT：用于上报触摸点 ID；

ABS_MT_POSITION_X：用于上报触摸点的 X 坐标；

ABS_MT_POSITION_Y：用于上报触摸点的 Y 坐标；

ABS_MT_TRACKING_ID：对于 TypeB 类型，使用 ABS_MT_TRACKING_ID 来区分触摸点。

3）input_mt_slot函数（用于TypeB）

对于 Type A 类型的设备，通过 input_mt_slot 函数来区分不同的触摸点数据信息，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。函数原型如下：

void input_mt_slot(struct input_dev *dev, int slot)

dev：具体的 input_dev 设备。

slot：指定当前上报的是哪个触摸点信息。

不管是哪个类型的设备，最终都要调用 input_sync 函数来标识多点触摸信息传输完成。

对于 TypeA 设备，内核驱动需要一次性将触摸屏上所有的触摸点信息全部上报，每个触摸点的信息在本次上报事件流中的顺序不重要，因为事件的过滤和手指（触摸点）跟踪是在内核空间处理的。

对于 TypeB 设备，使用 slot 协议区分具体的触摸点， slot 需要用到 ABS_MT_TRACKING_ID 消息，这个 ID需要硬件提供，或者通过原始数据计算出来。
TypeB 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。

如果硬件设备追踪到了比它正在上报的还要多的触摸点，那么驱动程序应该发送 BTN_TOOL_TAP 消息，并且调用input_mt_report_pointer_emulation 函数，将此函数的第二个参数 use_count 设置为 false。

4）TypeA触摸点信息上报时序

对于 TypeA 设备，发送触摸点信息的时序如下：

ABS_MT_POSITION_X x[0]		//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
ABS_MT_POSITION_Y y[0]		//上报第一个触摸点的Y坐标数据
SYN_MT_REPORT 				//上报SYN_MT_REPORT事件，通过调用input_mt_sync函数来实现
ABS_MT_POSITION_X x[1] 		//上报第二个触摸点的X坐标数据
ABS_MT_POSITION_Y y[1] 		//上报第二个触摸点的Y坐标数据
SYN_MT_REPORT 				//上报SYN_MT_REPORT事件
SYN_REPORT					//上报SYN_REPORT事件，通过调用input_sync函数实现

TypeA 设备上报触摸点示例代码：

static irqreturn_t st1232_ts_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{ 
        
    ret = st1232_ts_read_data(ts); 		//获取所有触摸点信息
    if (ret < 0) 
        goto end;
    
    /* multi touch protocol */ 
    for (i = 0; i < MAX_FINGERS; i++) { 
         	//轮流上报触摸点信息
        if (!finger[i].is_valid) 
            continue;
        
        input_report_abs(input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, finger[i].t); 
        input_report_abs(input_dev, ABS_MT_POSITION_X, finger[i].x); 
        input_report_abs(input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, finger[i].y); 
        input_mt_sync(input_dev); 		//隔离触摸点
        count++;
    }
    
    /* SYN_REPORT */ 
    input_sync(input_dev);
    
    end: 
    return IRQ_HANDLED; 
}

5）TypeB触摸点信息上报时序

对于 TypeB 设备，发送触摸点信息的时序如下：

ABS_MT_SLOT 0 			//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ID)，SLOT由触摸IC提供
ABS_MT_TRACKING_ID 45 	//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input_mt_report_slot_state函数，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。
ABS_MT_POSITION_X x[0] 	//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
ABS_MT_POSITION_Y y[0] 	//上报第一个触摸点的Y坐标数据
ABS_MT_SLOT 1 
ABS_MT_TRACKING_ID 46 
ABS_MT_POSITION_X x[1] 
ABS_MT_POSITION_Y y[1] 
SYN_REPORT				//上报SYN_REPORT事件，通过调用input_sync函数实现

触摸点删除时序：

ABS_MT_TRACKING_ID -1 //调用input_mt_report_slot_state函数，将第三个参数active设置为false
SYN_REPORT			//上报SYN_REPORT事件，通过调用input_sync函数实现

TypeB 设备上报触摸点示例代码：

static void ili210x_report_events(struct input_dev *input, const struct touchdata *touchdata)
{ 
        
	int i;
	bool touch;
	unsigned int x, y;
	const struct finger *finger;

	for (i = 0; i < MAX_TOUCHES; i++) { 
        		//循环上报所有触摸点
		input_mt_slot(input, i);		//上报ABS_MT_SLOT事件

		finger = &touchdata->finger[i];

		touch = touchdata->status & (1 << i);
		input_mt_report_slot_state(input, MT_TOOL_FINGER, touch);	//上报ABS_MT_TRACKING_ID事件
		if (touch) { 
        
			x = finger->x_low | (finger->x_high << 8);
			y = finger->y_low | (finger->y_high << 8);

			input_report_abs(input, ABS_MT_POSITION_X, x);	//上报x坐标
			input_report_abs(input, ABS_MT_POSITION_Y, y);	//上报y坐标
		}
	}

	input_mt_report_pointer_emulation(input, false);
	input_sync(input);		//上报SYN_REPORT事件，通过调用input_sync函数实现
}

6）MT其他事件

ABS_MT_TOUCH_MAJOR 和 ABS_MT_WIDTH_MAJOR：上报触摸面积信息。
ABS_MT_TOOL_TYPE：上报触摸工具类型。目前协议支持 MT_TOOL_FINGER、 MT_TOOL_PEN 和 MT_TOOL_PALM 这三种触摸设备类型。

2、多点触摸使用的API

1）input_mt_init_slots函数

input_mt_init_slots 函数用于初始化 MT 的输入 slots，编写 MT 驱动的时候必须先调用此函数初始化 slots，此函数定义在文件 drivers/input/input-mt.c 中，函数原型如下所示：

int input_mt_init_slots( struct input_dev *dev, unsigned int num_slots, unsigned int flags)

dev：MT 设备对应的 input_dev。

num_slots：设备要使用的 SLOT 数量，也就是触摸点的数量。

flag：其他一些 flags 信息，可设置的 flags 如下所示：

#define INPUT_MT_POINTER 0x0001 /* pointer device, e.g. trackpad */ 
#define INPUT_MT_DIRECT 0x0002 /* direct device, e.g. touchscreen */ 
#define INPUT_MT_DROP_UNUSED 0x0004 /* drop contacts not seen in frame */ 
#define INPUT_MT_TRACK 0x0008 /* use in-kernel tracking */ 
#define INPUT_MT_SEMI_MT 0x0010 /* semi-mt device, finger count handled manually */

可以采用或运算来同时设置多个 flags 标识。

返回值：0，成功；负值，失败。

2）input_mt_slot函数

此函数用于 Type B 类型，此函数用于产生 ABS_MT_SLOT 事件，告诉内核当前上报的是哪个触摸点的坐标数据，此函数定义在文件 include/linux/input/mt.h 中，函数原型如下所示：

void input_mt_slot(struct input_dev *dev, int slot)

dev：MT 设备对应的 input_dev。

slot：当前发送的是哪个 slot 的坐标信息，也就是哪个触摸点。

3）input_mt_report_slot_state函数

此函数用于 Type B 类型，用于产生 ABS_MT_TRACKING_ID 和 ABS_MT_TOOL_TYPE，此函数定义在文件 drivers/input/input-mt.c 中，此函数原型如下所示：

void input_mt_report_slot_state( struct input_dev *dev, unsigned int tool_type, bool active)

dev：MT 设备对应的 input_dev。

tool_type：触摸类型，可以选择 MT_TOOL_FINGER(手指)、 MT_TOOL_PEN(笔) 或 MT_TOOL_PALM(手掌)，对于多点电容触摸屏来说一般都是手指。

active：true，连续触摸，input 子系统内核会自动分配一个 ABS_MT_TRACKING_ID 给 slot。false，触摸点抬起，表示某个触摸点无效了，input 子系统内核会分配一个 -1 给 slot。

4）input_report_abs函数

Type A 和 Type B 类型都使用此函数上报触摸点坐标信息，通过 ABS_MT_POSITION_X 和 ABS_MT_POSITION_Y 事件实现 X 和 Y 轴坐标信息上报。此函数定义在文件 include/linux/input.h 中，函数原型如下所示：

void input_report_abs( struct input_dev *dev, unsigned int code, int value) 函

dev：MT 设备对应的 input_dev。

code：要上报的是什么数据，可以设置为 ABS_MT_POSITION_X 或 ABS_MT_POSITION_Y。

value：具体的 X 轴或 Y 轴坐标数据值。

5）input_mt_report_pointer_emulation函数

如果追踪到的触摸点数量多于当前上报的数量，驱动程序使用 BTN_TOOL_TAP 事件来通知用户空间当前追踪到的触摸点总数量，然后调用 input_mt_report_pointer_emulation 函数将 use_count 参数设置为 false。否则的话将 use_count 参数设置为 true，表示当前的触摸点数量 (此函数会获取到具体的触摸点数量，不需要用户给出 )，此函数定义在文件 drivers/input/input-mt.c 中，函数原型如下：

void input_mt_report_pointer_emulation(struct input_dev *dev, bool use_count)

dev：MT 设备对应的 input_dev。

use_count true：true，有效的触摸点数量 false，追踪到的触摸点数量多于当前上报的数量。

3、触摸驱动框架

1）IIC驱动框架

/* 设备树匹配表 */ 
static const struct i2c_device_id xxx_ts_id[] = { 
         
    { 
         "xxx", 0, }, 
    { 
         /* sentinel */ }
};

/* 设备树匹配表 */ 
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = { 
         
    { 
         .compatible = "xxx", }, 
    { 
         /* sentinel */ } 
};

/* i2c驱动结构体 */ 
static struct i2c_driver ft5x06_ts_driver = { 
         
    .driver = { 
         
        .owner = THIS_MODULE, 
        .name = "edt_ft5x06", 
        .of_match_table = of_match_ptr(xxx_of_match), 
    }, 
    .id_table = xxx_ts_id, 
    .probe = xxx_ts_probe,
    .remove = xxx_ts_remove, 
};

/* 入口函数 */
static int __init xxx_init(void) 
{ 
         
    int ret = 0; 
    ret = i2c_add_driver(&xxx_ts_driver); 
    return ret; 
}

/* 出口函数 */
static void __exit xxx_exit(void) 
{ 
         
    i2c_del_driver(&ft5x06_ts_driver); 
}

module_init(xxx_init); 
module_exit(xxx_exit); 
MODULE_LICENSE("GPL"); 
MODULE_AUTHOR("lzk");

2）probe函数（初始化触摸IC、Input子系统）

int gt9147_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{ 
        
    u8 data, ret;

    gt9147.client = client;

 	/* 1，获取设备树中的中断和复位引脚 */
	gt9147.irq_pin = of_get_named_gpio(client->dev.of_node, "interrupt-gpios", 0);
	gt9147.reset_pin = of_get_named_gpio(client->dev.of_node, "reset-gpios", 0);

	/* 2，复位GT9147 */
	ret = gt9147_ts_reset(client, &gt9147);
	if(ret < 0) { 
        
		goto fail;
    }

    /* 3，初始化GT9147 */
    data = 0x02;
    gt9147_write_regs(&gt9147, GT_CTRL_REG, &data, 1); /* 软复位 */
    mdelay(100);
    data = 0x0;
    gt9147_write_regs(&gt9147, GT_CTRL_REG, &data, 1); /* 停止软复位 */
    mdelay(100);

    /* 4,初始化GT9147，烧写固件 */
    gt9147_read_regs(&gt9147, GT_CFGS_REG, &data, 1);
    printk("GT9147 ID =%#X\r\n", data);
    if(data <  GT9147_CT[0]) { 
        
       gt9147_send_cfg(&gt9147, 0);
    }

    /* 5，input设备注册 */
	gt9147.input = devm_input_allocate_device(&client->dev);
	if (!gt9147.input) { 
        
		ret = -ENOMEM;
		goto fail;
	}
	gt9147.input->name = client->name;
	gt9147.input->id.bustype = BUS_I2C;
	gt9147.input->dev.parent = &client->dev;

	__set_bit(EV_KEY, gt9147.input->evbit);
	__set_bit(EV_ABS, gt9147.input->evbit);
	__set_bit(BTN_TOUCH, gt9147.input->keybit);

	input_set_abs_params(gt9147.input, ABS_X, 0, 800, 0, 0);
	input_set_abs_params(gt9147.input, ABS_Y, 0, 480, 0, 0);
	input_set_abs_params(gt9147.input, ABS_MT_POSITION_X,0, 800, 0, 0);
	input_set_abs_params(gt9147.input, ABS_MT_POSITION_Y,0, 480, 0, 0);	     
	ret = input_mt_init_slots(gt9147.input, MAX_SUPPORT_POINTS, 0);
	if (ret) { 
        
		goto fail;
	}

	ret = input_register_device(gt9147.input);
	if (ret)
		goto fail;

    /* 6，最后初始化中断 */
	ret = gt9147_ts_irq(client, &gt9147);
	if(ret < 0) { 
        
		goto fail;
	}
    return 0;

fail:
	return ret;
}

3）中断初始化函数

/* * @description : GT9147中断初始化 * @param - client : 要操作的i2c * @param - multidev: 自定义的multitouch设备 * @return : 0，成功;其他负值,失败 */
static int gt9147_ts_irq(struct i2c_client *client, struct gt9147_dev *dev)
{ 
        
	int ret = 0;

	/* 2，申请中断,client->irq就是IO中断， */
	ret = devm_request_threaded_irq(&client->dev, client->irq, NULL,
					gt9147_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_ONESHOT,
					client->name, &gt9147);
	if (ret) { 
        
		dev_err(&client->dev, "Unable to request touchscreen IRQ.\n");
		return ret;
	}

	return 0;
}

4）中断回调函数（上报坐标点）

static irqreturn_t gt9147_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{ 
        
    int touch_num = 0;
    int input_x, input_y;
    int id = 0;
    int ret = 0;
    u8 data;
    u8 touch_data[5];
    struct gt9147_dev *dev = dev_id;

    ret = gt9147_read_regs(dev, GT_GSTID_REG, &data, 1);
    if (data == 0x00)  { 
             /* 没有触摸数据，直接返回 */
        goto fail;
    } else { 
                         /* 统计触摸点数据 */
        touch_num = data & 0x0f;
    }

    /* 由于GT9147没有硬件检测每个触摸点按下和抬起，因此每个触摸点的抬起和按 * 下不好处理，尝试过一些方法，但是效果都不好，因此这里暂时使用单点触摸 */
    if(touch_num) { 
                 /* 单点触摸按下 */
        gt9147_read_regs(dev, GT_TP1_REG, touch_data, 5);
        id = touch_data[0] & 0x0F;
        if(id == 0) { 
        
            input_x  = touch_data[1] | (touch_data[2] << 8);
            input_y  = touch_data[3] | (touch_data[4] << 8);

            input_mt_slot(dev->input, id);
		    input_mt_report_slot_state(dev->input, MT_TOOL_FINGER, true);
		    input_report_abs(dev->input, ABS_MT_POSITION_X, input_x);
		    input_report_abs(dev->input, ABS_MT_POSITION_Y, input_y);
        }
    } else if(touch_num == 0){ 
                        /* 单点触摸释放 */
        input_mt_slot(dev->input, id);
        input_mt_report_slot_state(dev->input, MT_TOOL_FINGER, false);
    }

	input_mt_report_pointer_emulation(dev->input, true);
    input_sync(dev->input);

    data = 0x00;                /* 向0X814E寄存器写0 */
    gt9147_write_regs(dev, GT_GSTID_REG, &data, 1);

fail:
	return IRQ_HANDLED;
}

5）IIC数据处理函数

/* * @description : 从GT9147读取多个寄存器数据 * @param - dev: GT9147设备 * @param - reg: 要读取的寄存器首地址 * @param - buf: 读取到的数据 * @param - len: 要读取的数据长度 * @return : 操作结果 */
static int gt9147_read_regs(struct gt9147_dev *dev, u16 reg, u8 元器件数据手册、IC替代型号，打造电子元器件IC百科大全！

22_多点电容触摸屏驱动

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