S3C2440驅動篇—觸摸屏驅動分析

S3C2440觸摸屏驅動

一．硬體簡介

S3C2440觸摸屏接口與ADC接口內建在一起，觸摸屏X、Y坐标所産生的模拟信号通過通道7、5輸入，2440提供觸摸屏接口有4種處理模式：普通轉換模式、分離的X/Y軸坐标轉換模式、自動X/Y軸坐标轉換模式、等待中斷模式。具體參考2440硬體手冊16章。

二．驅動實作

下面是觸摸屏驅動源碼，其中使用了linux輸入子系統input。暫時還沒研究這一塊，想深入了解可參考相關資料。

#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 <linux/gpio.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/irq.h>
#include <plat/regs-adc.h>
#include <mach/regs-gpio.h>

#define S3C2410TSVERSION 0x0101
#define DEVICE_NAME "YC2440_TS"

//定義一個WAIT4INT宏，該宏将對ADC觸摸屏控制寄存器進行操作S3C2410_ADCTSC_YM_SEN這些宏都定義在regs-adc.h中
#define WAIT4INT(x) (((x)>>8)|S3C2410_ADCTSC_YM_SEN|S3C2410_ADCTSC_YP_SEN|S3C2410_ADCTSC_XP_SEN|S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3))
#define AUTOPST (S3C2410_ADCTSC_YM_SEN|S3C2410_ADCTSC_YP_SEN|S3C2410_ADCTSC_XP_SEN|\
		S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST|S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0))

static struct input_dev *dev;  //輸入裝置結構體
static long xp;    //記錄轉換後的X、Y坐标值
static long yp;
static int count;

extern struct semaphore ADC_LOCK;  //在ADC驅動中定義的信号量
static int ownADC = 0;

static struct clk *adc_clk;

static void __iomem *base_addr;
//touch_timer_fire函數分三塊執行，下面1、2、3分别實作不同功能
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);
       //判斷觸摸屏是按下、擡起狀态
	updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));
       
	if(updown)                  
	{
		if(count != 0)     //1.如果觸摸屏按下，并且ADC已轉換，則報告事件、資料
		{
			long tmp;
			
			tmp = xp;
			xp = yp;
			yp = tmp;

			xp >>= 2;
			yp >>= 2;

#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_DEBUG	
			struct timeval tv;
			do_gettimeofday(&tv);
			printk(KERN_DEBUG "T:%06d, X:%03d, Y:%03d\n",(int)tv.tv_usec,xp,yp);
#endif

			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);    //等待接收方受到資料後回複确認，用于同步
		}
		//2.如果觸摸屏按下，并且沒有ADC轉換，則啟動ADC轉換
		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    //3.如果觸摸屏擡起狀态，則報告事件、資料，重置等待按下狀态
	{
		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);    //将觸摸屏重新設定為等待中斷狀态

		if(ownADC)        //如果觸摸屏擡起，就意味着這一次的操作結束，是以就釋放ADC資源的占有
		{
			printk(KERN_INFO "up\n");
			ownADC = 0;
			up(&ADC_LOCK);
		}
	}
}
//定義并初始化了一個定時器touch_timer，定時器服務程式為touch_timer_fire
static struct timer_list touch_timer=TIMER_INITIALIZER(touch_timer_fire,0,0);

static irqreturn_t stylus_updown(int irq,void *dev_id)  //觸摸屏中斷服務程式，觸摸屏按下、擡起執行
{
	unsigned long data0;
	unsigned long data1;
	int updown;

	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)
		{      //如果觸摸屏按下，則執行touch_timer_fire的功能2
			printk(KERN_INFO "down\n");
			touch_timer_fire(0);    
		}
		else
		{      //如果擡起，結束一次操作，釋放相應資源
			printk(KERN_INFO "up-irq\n");
			ownADC = 0;
			up(&ADC_LOCK);
		}
	}
	return IRQ_HANDLED;
}

static irqreturn_t stylus_action(int irq,void *dev_id)    //ADC中斷服務程式
{
	unsigned long data0;
	unsigned long data1;
	
	if(ownADC)
	{      //讀取一次轉換值
		data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0);
		data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1);

		xp += data0 & S3C2410_ADCDAT0_XPDATA_MASK;
		yp += data1 & S3C2410_ADCDAT1_YPDATA_MASK;
		count++;

		if(count<(1<<2)) //如果轉換次數小于4次，重新開機AD轉換
		{
			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   //如果轉換4次，啟動1個時間滴答的定時器，最終調用touch_timer_fire功能1或功能3
		{
			mod_timer(&touch_timer,jiffies+1);
			iowrite32(WAIT4INT(1),base_addr+S3C2410_ADCTSC); //置觸摸屏等待擡起中斷
		}
	}

	return IRQ_HANDLED;
}

static int __init s3c2440ts_init(void)
{
	int ret;	

	adc_clk = clk_get(NULL,"adc");
	if(!adc_clk)
	{
		printk(KERN_ERR "Failed to get adc clock\n");
		return -ENOENT;
	}

	clk_enable(adc_clk);

	base_addr = ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
	if(base_addr==NULL)
	{
		printk(KERN_ERR "Failed to remap register\n");
		ret = -EINVAL;
		goto err_remap;
	}
	//初始化AD轉換參數，置觸摸屏等待按下中斷
	iowrite32(S3C2410_ADCCON_PRSCEN|S3C2410_ADCCON_PRSCVL(0xff),base_addr+S3C2410_ADCCON);
	iowrite32(0xffff,base_addr+S3C2410_ADCDLY);
	iowrite32(WAIT4INT(0),base_addr+S3C2410_ADCTSC);
	//輸入裝置申請空間，位于include/linux/input.h
	dev = input_allocate_device();
	if(!dev)
	{
		printk(KERN_ERR "unable to allocate input_dev\n");
		ret = -ENOMEM;
		goto err_alloc;
	}

	/*下面初始化輸入裝置，即給輸入裝置結構體input_dev的成員設定值。evbit字段用于描述支援的事件，
	  這裡支援同步事件、按鍵事件、絕對坐标事件，BIT宏實際就是對1進行位操作，定義在linux/bitops.h中*/
	dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN)|BIT(EV_KEY)|BIT(EV_ABS);
	/*keybit字段用于描述按鍵的類型，在input.h中定義了很多，這裡用BTN_TOUCH類型來表示觸摸屏的點選*/
	dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);
	/*對于觸摸屏來說，使用的是絕對坐标系統。這裡設定該坐标系統中X和Y坐标的最小值和最大值(0-1023範圍)
         ABS_X和ABS_Y就表示X坐标和Y坐标，ABS_PRESSURE就表示觸摸屏是按下還是擡起狀态*/
	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);

	dev->name = DEVICE_NAME;             /*裝置名稱*/
	dev->id.bustype = BUS_RS232;         /*總線類型*/
	dev->id.vendor = 0xDEAD;             /*經銷商ID号*/
	dev->id.product = 0xBEEF;            /*産品ID号*/
	dev->id.version = S3C2410TSVERSION;  /*版本ID号*/

	//申請中斷，IRQ_ADC為AD、觸摸屏共享
	ret = request_irq(IRQ_ADC,stylus_action,IRQF_SHARED|IRQF_SAMPLE_RANDOM,DEVICE_NAME,dev);
	if(ret)
	{
		printk(KERN_ERR "request IRQ_ADC fail\n");
		ret = -EINVAL;
		goto err_alloc;
	}

	ret = request_irq(IRQ_TC,stylus_updown,IRQF_SAMPLE_RANDOM,DEVICE_NAME,dev);
	if(ret)
	{
		printk(KERN_ERR "requers IRQ_TS fail\n");
		ret = -EINVAL;
		goto err_adcirq;
	}

	printk(KERN_INFO "%s successfully load\n",DEVICE_NAME);

	/*把dev觸摸屏裝置注冊到輸入子系統中*/
	input_register_device(dev);
	return 0;



err_adcirq:
	free_irq(IRQ_ADC,dev);

err_alloc:
	iounmap(base_addr);

err_remap:
	clk_disable(adc_clk);
	clk_put(adc_clk);
	
	return ret;
}

static void __exit s3c2440ts_exit(void)
{
	disable_irq(IRQ_ADC);
	disable_irq(IRQ_TC);
	free_irq(IRQ_ADC,dev);
	free_irq(IRQ_TC,dev);

	if(adc_clk);
	{
		clk_disable(adc_clk);
		clk_put(adc_clk);
		adc_clk = NULL;
	}
	
	input_unregister_device(dev);
	iounmap(base_addr);
}

module_init(s3c2440ts_init);
module_exit(s3c2440ts_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Zechin Liao");

(1)如果觸摸屏感覺到觸摸，則觸發觸摸屏中斷即進入stylus_updown，擷取ADC_LOCK後判斷觸摸屏狀态為按下，則調用touch_timer_fire啟動ADC轉換；

(2)當ADC轉換啟動後，觸發ADC中斷即進入stylus_action，如果這一次轉換的次數小于4，則重新啟動ADC進行轉換，如果4次完畢後，啟動1個時間滴答的定時器，停止ADC轉換，也就是說在這個時間滴答内，ADC轉換是停止的；

(3)這裡為什麼要在1個時間滴答到來之前停止ADC的轉換呢？這是為了防止螢幕抖動。

(4)如果1個時間滴答到來則進入定時器服務程式touch_timer_fire，判斷觸摸屏仍然處于按下狀态則上報事件和轉換的資料，并重新開機ADC轉換，重複第(2)步；

(5)如果觸摸擡起了，則上報釋放事件，并将觸摸屏重新設定為等待中斷狀态。

這裡采用動态編譯，如果把觸摸屏驅動編譯進核心，參考ADC驅動。

編輯Makefile：

ifneq ($(KERNELRELEASE),)    
    obj-m:=s3c2440_ts.o    
else    
    KERNELDIR:=/home/liao/image/linux-2.6.32.2    
    PWD:=$(shell pwd)    
    all:    
    make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-    
    clean:    
    rm -rf *.ko *.o *.mod.c *.mod.o *.symvers    
endif

# make

# insmod s3c2440_ts.ko

# cat /proc/devices 檢視input裝置号

# cat /bus/input/devices 檢視觸摸屏裝置資訊

# mkdir /dev/input

# mknod /dev/input/event0 c 13 64 添加裝置檔案

三．測試

編寫、編譯下面測試程式，運作，點選觸摸屏會列印采集的AD轉換值。這隻是一個簡單應用，真正觸摸屏應用還需要坐标轉換、校正，可參考tslib應用。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/input.h>

struct input_event buff;

int main(void)
{
	int fd;
	int ret;
	int count=0;
	
	fd = open("/dev/input/event0",O_RDWR);
	if(fd<0)
	{
		perror("can not open event0\n");
		return -1;
	}

	while(1)
	{
		ret = read(fd,&buff,sizeof(struct input_event));
		//if(ret == sizeof(struct input_event))
			printf("type:%d\n code:%d\n,value:%d\n",buff.type,buff.code,buff.value);
		count++;
		printf("count=%d\n",count);
	}
	close(fd);
}

S3C2440驅動篇—觸摸屏驅動分析

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