Tw's blog | Linux Touch Screen driver

简介

这篇文章分析 linux 中 touch screen 的驱动，这里拿 s3c2410 中的触摸屏作为例子，主要内容包括:

触摸屏原理
代码分析

原理

当我们按下触摸屏时，我们必须知道所按下的区域的位置，如果把水平和垂直作为坐标系的话，那么位置信息也就是触摸点的坐标值 (x,y).

首先来看下一般阻性触摸屏的构成:

construct

触摸屏包含上下叠合的两个透明层阻性材料，中间由一种弹性材料隔开. 当触摸屏表面受到压力时，顶层和底层之间会产生触碰。所用的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表 X 坐标和 Y 坐标的电压. 如下图所示，分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的. 上面的电阻 R1 连接正参考电压 Vref, 下面的电阻 R2 接地。连个电阻连接点处的电压测量值与下面那个电阻的阻值成正比.

fenya

这样，根据接触点处的电压值，便可以计算出对应的位置. 当然，如果在触摸屏上进行滑动，那么就会有一系列连续的电压信息，不过，这些信息是模拟信号，但是计算机只认识数字信息，所以，必须将这些模拟信号转换成对应的数字信号，所以，这里还必须利用模数转换器 (ADC) 的帮忙:

adc

代码分析

经过上述的分析，我们可以看出，这里有两个关键点，一个是 ADC, 一个是坐标信息的反馈。下面我们分别来看.

ADC

由于并不是触摸屏一个设备可能会使用 ADC, 所以每个使用 ADC 的设备，对于 ADC 来说就是一个客户端，所以在 probe 函数中会创建一个 adc client:

ts.client = s3c_adc_register(pdev, s3c24xx_ts_select,
			     s3c24xx_ts_conversion, 1);
if (IS_ERR(ts.client)) {
	dev_err(dev, "failed to register adc client\n");
	ret = PTR_ERR(ts.client);
	goto err_iomap;
}

看一下它的参数:

struct s3c_adc_client *s3c_adc_register(struct platform_device *pdev,
					void (*select)(struct s3c_adc_client *client,
						       unsigned int selected),
					void (*conv)(struct s3c_adc_client *client,
						     unsigned d0, unsigned d1,
						     unsigned *samples_left),
					unsigned int is_ts)

select: 当开始 / 结束一次 ADC 转换时的回调函数
conv: 当获得一个采样点信息时的回调函数
is_ts: 该设备是否为触摸屏，因为触摸屏相对于其他设备有更高的优先级.

先来看 select 回调函数:

/**
 * s3c24xx_ts_select - ADC selection callback.
 * @client: The client that was registered with the ADC core.
 * @select: The reason for select.
 *
 * Called when the ADC core selects (or deslects) us as a client.
 */
static void s3c24xx_ts_select(struct s3c_adc_client *client, unsigned select)
{
	if (select) {
		writel(S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | AUTOPST,
		       ts.io + S3C2410_ADCTSC);
	} else {
		mod_timer(&touch_timer, jiffies+1);
		writel(WAIT4INT | INT_UP, ts.io + S3C2410_ADCTSC);
	}
}

当 select 不为 0 时，表示一次 adc 转换的开始，这是只是设置 adc 的模式. 反之为 adc 转换的结束，这时需要将计算得出的位置信息通知上层系统. 这里是通过一个定时器来完成的

当每个采样点完成计算时，调用 conv 回调函数:

/**
 * s3c24xx_ts_conversion - ADC conversion callback
 * @client: The client that was registered with the ADC core.
 * @data0: The reading from ADCDAT0.
 * @data1: The reading from ADCDAT1.
 * @left: The number of samples left.
 *
 * Called when a conversion has finished.
 */
static void s3c24xx_ts_conversion(struct s3c_adc_client *client,
				  unsigned data0, unsigned data1,
				  unsigned *left)
{
	dev_dbg(ts.dev, "%s: %d,%d\n", __func__, data0, data1);

	ts.xp += data0;
	ts.yp += data1;

	ts.count++;

	/* From tests, it seems that it is unlikely to get a pen-up
	 * event during the conversion process which means we can
	 * ignore any pen-up events with less than the requisite
	 * count done.
	 *
	 * In several thousand conversions, no pen-ups where detected
	 * before count completed.
	 */
}

可以看出这里只是将得到的坐标值累加. 这样当结束一次 adc 转换时，最终通知 input 子系统的坐标值是一个平均值:

if (ts.count == (1 << ts.shift)) {
	ts.xp >>= ts.shift;
	ts.yp >>= ts.shift;

下面来看下 ADC 触发源，这里有 2 个触发源:

当在触摸屏上按下时触发一次 adc 转换过程
一次 ADC 转换过程的结束

先来看第一个，这里，当在触摸屏上按下时，会触发一个中断在中断回调函数中，对于非触摸屏设备，会将其挂入到 ADC 的等待处理队列

list_add_tail(&client->pend, &adc_pending);

如果是触摸屏，由于它具有较高的优先级，如果 adc 当前正在处理另一个触摸屏处理请求，那么将直接返回

if (client->is_ts && adc->ts_pend)
	return -EAGAIN;

否则，adc 将直接处理该请求.

当一次 ADC 完成一次转换时，同样会触发一个中断，这里首先判断采样点的个数是否达到要求，如果没有，将继续进行采样:

if (client->nr_samples > 0) {
	/* fire another conversion for this */

	client->select_cb(client, 1);
	s3c_adc_convert(adc);

反之，将结束当前的采样，然后开始处理下一个请求:

} else {
	spin_lock(&adc->lock);
	(client->select_cb)(client, 0);
	adc->cur = NULL;

	s3c_adc_try(adc);
	spin_unlock(&adc->lock);
}

信息的反馈

信息的反馈主要是基于 linux input 子系统，首先是注册需要反馈的事件的类型，这里主要有位置事件和按键事件

ts.input->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_ABS);
ts.input->keybit[BIT_WORD(BTN_TOUCH)] = BIT_MASK(BTN_TOUCH);

以及定义位置信息的范围

input_set_abs_params(ts.input, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);
input_set_abs_params(ts.input, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);

当在触摸屏上按下时，会同时反馈按下的点的位置事件和一个按键信息:

input_report_abs(ts.input, ABS_X, ts.xp);
input_report_abs(ts.input, ABS_Y, ts.yp);

input_report_key(ts.input, BTN_TOUCH, 1);
input_sync(ts.input);

当在触摸屏上释放是，同样会反馈一个按键信息:

input_report_key(ts.input, BTN_TOUCH, 0);
input_sync(ts.input);

对于 input 子系统的相关细节，不在本篇的讨论范围，下一篇文章会有详解.

FIN.