编者按:这部分还是比较长的，所以没有放在最后一个移植中。这里主要讲触摸屏的工作原理对上述驱动程序代码的简单分析。分析参考了很多网上信息。感谢原作者的无私奉献，因为涉及到很多文章，所以这里没有注明原作的链接。
本文分为三部分，第一部分讲述硬件知识，包括触摸屏的原理和SCC2440 SOC 触摸屏是如何工作的。第二部分分析输入设备子系统的框架，并进行相应的代码分析。第三部分利用上述原理进行分析mini2440 触摸屏驱动
1.1.电阻触摸屏的工作原理
触摸屏附着在显示器表面，并与显示器一起使用。如果可以测量屏幕上触摸点的坐标位置，触摸器的意图可以根据显示屏上相应坐标点的显示内容或图形来获得。触摸屏按其技术原理可分为五类：矢量压力传感式、电阻式、电容式、红外线式、表面声波式，其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。电阻触摸屏为4块 层的透明复合膜屏，底部是由玻璃或有机玻璃组成的基层，顶部是一层外表面硬化光滑的塑料层，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，两个导电层接触触触点。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。如果在工作面的电极上施加电压，则在工作面上形成均匀连续的平行电压分布。当在X 对方向的电极施加一定的电压，Y 当方向电极对上不加电压时，X 平行电压场
触点处的电压值可以在中间Y (或Y-)反映在电极上，通过测量Y 电极对地的电压大小可以知道触点X 坐标值。同理，当在Y 电极对上加电压，而X 当电极对上不加电压时，通过测量X 电极的电压可以知道触点Y 坐标。电阻线和五线两种电阻触摸屏。四线式触摸屏的X 工作面和Y 工作面分别加在两个导电层上，分别连接到触摸屏的四条导线X 电极对和Y 电极对上。五线触摸屏把手X 工作面和Y 工作面添加在玻璃基层的导电涂层上，但在工作时，电压仍然分时增加，即两个方向的电压场分时在同一工作面上工作，而外部导电层仅用作导体和电压测量电极。因此，五线触摸屏的引出线需要5 根。
1.2、 在S3C2440 触摸屏接口在中间
SOC S3C2440 触摸屏接口是和ADC 接口组合在一起。转换速率：当PCLK=50MHz 当分频设置为49时，10 位转换计算如下：
When the GCLK frequency is 50MHz and the prescaler value is 49,
A/D converter freq. = 50MHz/(49 1) = 1MHz
Conversion time = 1/(1MHz / 5cycles) = 1/200KHz = 5 us
This A/D converter was designed to operate at maximum 2.5MHz clock, so the conversion rate can
go up to 500 KSPS.
触摸屏接口的模式如下：
普通ADC 转换模式
独立X/Y 位置转换模式
自动X/Y 位置转换模式
等待中断模式
我们主要接受触摸屏接口的等待中断模式和自动化X/Y 位置转换模式(将用于驱动程序):
自动转换模式操作流程如下：触摸屏控制器自动转换X,Y 转换后，将数据存储在触摸位置
寄存器ADCDAT0 和ADCDAT1.并产生INT_ADC 转换完成中断通知。
等待中断模式：
Touch Screen Controller generates interrupt (INT_TC) signal when the Stylus is down. Waiting for
Interrupt Modesetting value is rADCTSC=0xd3; // XP_PU, XP_Dis, XM_Dis, YP_Dis, YM_En.
触摸屏控制器产生触摸后INT_TC 中断，四个引脚应设置为：
引脚 XP XM YP YM
状态 PULL UP/XP Disable Disable (初始值为) Disable Enable
设置 1 0 1 1
中断后，X/Y 可以选择独立的位置数据X/Y 位置转换模式X/Y 读取位置转换模式，
采用自动X/Y 读取位置转换模式需要我们设置的位置转换模式TSC 在原有的基础上或基础上更改寄存器
S3C2410_ADCTSC_PULL_UP_DISABLE | S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST |
S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0)。
数据转换后，也会中断。
3. 输入子系统模型分析
3.1 整体框架：
输入子系统包括三部分设备驱动、输入核心和事件处理器。
第一部分是连接到每个总线的输入设备驱动，在我们SOC 上面，这条总线可以使虚拟总线platformbus，它们的作用是将底层硬件输入转化为统一的事件类型，并输入核心(Input core)汇报.
输入核心的第二部分如下：
(1) 调用input_register_device() used to 添加设备，调用input_unregister_device() 除去设备。(以下将与触摸屏驱动相结合)
(2) 在/PROC 以下例子是：
/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) 通知事件处理器处理事件
第三部分是事件处理器：
输入子系统包括鼠标、键盘、joystick，还有一个叫做触摸屏的通用处理器event handler(内核文件evdev.C).随着核心版本的发展，event handler 用于处理更多不同硬件的输入事件。在Linux2.6.29 在版本中，只处理鼠标和剩余的特定设备事件joystick。这意味着越来越多的输入设备将通过event handler 处理用户空间。事件处理层的主要作用是处理用户空间，我们知道Linux 在用户空间中，所有设备都被视为文件，并在一般驱动程序中提供fops 接口，在/dev 生成相应的设备文件nod，在输入子系统的驱动下，这些动作是在事件处理器层完成的。让我们看看evdev.C 相关代码。
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。初始化的过程很简单，一句话，但所有的秘密都保存在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 函数中的代码如下：
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);
注意黑色部分，这将在/sys/device/viture/input/input0/event0 这个目录是在这里生成的event下会有一个dev 属性文件，存储设备文件的设备号，这样 udev 可以读取属性文件获取设备号，从而在/dev 目录下创建设备节点/dev/event0
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、驱动源码分析。
我在网上找了一篇关于这个驱动代码的详细分析的文章，贴出来给大家看下。
//短短两百余行程序颇具玄机，在光标抬起后的处理中尤其值得推敲。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/* For ts.dev.id.version */
#define S3C2410TSVERSION 0x0101
//x为0时为等待按下中断，x为1是为等待抬起中断
#define WAIT4INT(x) (((x)<<8) | \
S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3))
//自动连续测量X坐标和Y坐标
#define AUTOPST (S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0))
//设备名static char *tq2440ts_name = "TQ2440 TouchScreen";
static struct input_dev *dev;//
static long xp;
static long yp;
static int count;
extern struct semaphore ADC_LOCK;//申明一信号量该信号量在其他文件中定义
//该标志在按下中断处理函数中置1，抬起处理函数中置0，在AD转换结束中断处理函数中判断，
//如果为1则读取AD转换的数字，如果为0则什么也不做。static int OwnADC = 0;
//寄存器基地址
static void __iomem *base_addr;
//管脚配置
static inline void tq2440_ts_connect(void)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG12, S3C2410_GPG12_XMON);
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG13, S3C2410_GPG13_nXPON);
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG14, S3C2410_GPG14_YMON);
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG15, S3C2410_GPG15_nYPON);
}
//定时器定时时间到处理函数，该函数在按下抬起中断处理函数中直接调用，
//在AD转换结束中断处理函数中触发定时器经延时后被调用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为1则被按下，为0 则为抬起
updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));
if (updown) {//按下中断执行以下语句 if (count != 0)
{
long tmp;
tmp = xp;
xp = yp;
yp = tmp;
xp >>= 2;//四次AD转换求平均值
yp >>= 2;
input_report_abs(dev, ABS_X, xp);
input_report_abs(dev, ABS_Y, yp);//将x，y的值发向用户空间
input_report_key(dev, BTN_TOUCH, 1);//报告光标按下事件
input_report_abs(dev, ABS_PRESSURE, 1);
input_sync(dev);//表示报告结束
}
/*以下五句作为在按下中断处理函数中直接调用该函数
时的执行的语句，而以上语句为在AD转换中断处理函数中，当4次AD转换结束时，触发定时器
经延时而调用该函数时执行的语句(向用户空间报告按下的结果)。以下五句也将在报告完后被执行，
用于初始化变量，并触发第二个四次AD转换。这样的AD转换会一直执行直到光标抬起即updown为0
*/ xp = 0;
yp = 0;
count = 0;
//每次按下有四次AD转换，以下为在按下中断中触发的第一次AD转换，其余三次在AD转换中断处理函数中触发 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
{
/*对光标抬起的处理有两处，此处和抬起中断函数中。本函数可以触发AD转换，由本函数出发的
AD转换将导致连续四次的AD转换。在光标按下和抬起的过程中本函数可能被很多次调用，第一次
是在按下中断函数中调用，以后各次都是在四次AD转换完后的AD转换结束中断函数中触发定时器
经延时后调用。所以整个时间可以分为两个时间段，一个是等待本函数被调用的时间过程，二是四
次AD转换的时间过程。光标的抬起可能发生在这两个时间段的任意一个中。当光标抬起在前一个
时间段时，中断抬起函数会被执行，即执行 这两句OwnADC = 0;up(&ADC_LOCK);而抬起在后
一个时间段时中断函数不会被执行。因为只有WAIT4INT(1)时抬起中断才会被执行，而在AD转换
过程中抬起中断不会被执行。所以抬起中断处理函数不一定会被执行，而此处肯定会被执行*/ count = 0;
input_report_key(dev, BTN_TOUCH, 0);//向用户空间报告光标抬起事件
input_report_abs(dev, ABS_PRESSURE, 0);
input_sync(dev);//报告结束
iowrite32(WAIT4INT(0), base_addr+S3C2410_ADCTSC);//置于按下中断等待状态
if (OwnADC)//如果抬起中断函数执行则此处不执行 {
OwnADC = 0;
up(&ADC_LOCK);
}
}
}
static struct timer_list touch_timer =//定义一内核定时器
TIMER_INITIALIZER(touch_timer_fire, 0, 0);//初始化定时器赋予处理函数touch_timer_fire
//光标按下抬起抬起中断处理函数
static irqreturn_t stylus_updown(int irq, void *dev_id)
{
unsigned long data0;
unsigned long data1;
int updown;
if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0)//获取信号量，在抬起处理函数中释放
{
OwnADC = 1;//该标志置1表示处于光标按下状态中，在光标抬起处理函数中清零 data0 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0);
data1 = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT1);
updown = (!(data0 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN)) && (!(data1 & S3C2410_ADCDAT0_UPDOWN));
if (updown)
{
touch_timer_fire(0);//若为光标按下中断则调用该函数
}
else//光标抬起时执行的语句
{
OwnADC = 0;//清零 up(&ADC_LOCK);//释放信号量 }
}
return IRQ_HANDLED;//
}
///AD转换结束中断处理函数
static irqreturn_t stylus_action(int irq, void *dev_id)
{
unsigned long data0;
unsigned long data1;
if (OwnADC)//OwnADC为1表示现在处于光标按下中断中
{
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))//四次AD转换，将四次转换值相加求平均值
{//触发AD转换
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
{
mod_timer(&touch_timer, jiffies+1);//触发内核定时器
iowrite32(WAIT4INT(1), base_addr+S3C2410_ADCTSC);//将设备置于等待抬起中断状态
}
}
return IRQ_HANDLED;
}
static struct clk *adc_clock;
static int __init tq2440ts_init(void)
{
struct input_dev *input_dev;
adc_clock = clk_get(NULL, "adc");//获取时钟"adc" if (!adc_clock)
{
printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n");
return -ENOENT;
}
clk_enable(adc_clock);//使能时钟//以S3C2410_PA_ADC为起点映射一段IO内存
base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
if (base_addr == NULL)
{
printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n");
return -ENOMEM;
}
/* Configure GPIOs */
tq2440_ts_connect();//配置管脚
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);//将设备置于等待按下中断状态
/* Initialise input stuff */
input_dev = input_allocate_device();//为输入设备的结构体input_dev分配内存并做相应初始化
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);//设置其支持的事件
dev->keybit[BITS_TO_LONGS(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);//设置支持的keybit
input_set_abs_params(dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);//设置其最大最小值
input_set_abs_params(dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);
input_set_abs_params(dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);
dev->name = tq2440ts_name;
dev->id.bustype = BUS_RS232;
dev->id.vendor = 0xDEAD;
dev->id.product = 0xBEEF;
dev->id.version = S3C2410TSVERSION;
//申请AD转换结束中断
if (request_irq(IRQ_ADC, stylus_action, IRQF_SHARED|IRQF_SAMPLE_RANDOM, tq2440ts_name, dev))
{
printk(KERN_ERR "tq2440_ts.c: Could not allocate ts IRQ_ADC !\n");
iounmap(base_addr);
return -EIO;
}//申请按下抬起中断
if (request_irq(IRQ_TC, stylus_updown, IRQF_SAMPLE_RANDOM, tq2440ts_name, dev))
{
printk(KERN_ERR "tq2440_ts.c: Could not allocate ts IRQ_ADC !\n");
iounmap(base_addr);
return -EIO;
}
printk(KERN_INFO "%s successfully loaded\n", tq2440ts_name);
//注册输入设备，在/dev下会产生一个eventn(n为0,1,2。。。。)的设备结点
input_register_device(dev);
return 0;
}
static void __exit tq2440ts_exit(void)
{
disable_irq(IRQ_ADC);
disable_irq(IRQ_TC);
free_irq(IRQ_TC,dev);//先禁能中断再释放
free_irq(IRQ_ADC,dev);
if (adc_clock)
{
clk_disable(adc_clock);
clk_put(adc_clock);//先禁能时钟再释放
adc_clock = NULL;
}
input_unregister_device(dev);
iounmap(base_addr);
}
module_init(tq2440ts_init);
module_exit(tq2440ts_exit);
上面的分析还是比较精辟的，input_dev就带表了一个输入设备，在此就是触摸屏。static irqreturn_t stylus_updown(int irq, void *dev_id)；这个函数是触摸屏按下抬起中断服务函数；static void touch_timer_fire(unsigned long data)；这个是定时器中断服务函数。static irqreturn_t stylus_action(int irq, void *dev_id)；这个是ADC中断服务函数，在转换完成时候，产生一个中断，然后进入此函数。在程序初始化后其执行的流程为：
(1) 如果触摸屏感觉到触摸，则进入updown ISR,如果能获取ADC_LOCK 则调用touch_timer_fire，启动ADC,
(2) ADC 转换，如果小于四次继续转换，如果四次完毕后，启动1 个时间滴答的定时器，停止ADC,也就是说在这个时间滴答内，ADC 是停止的，
(3) 这样可以防止屏幕抖动。
(4) 如果1 个时间滴答到时候，触摸屏仍然处于触摸状态则上报转换数据，并重启ADC,重复(2)
(5) 如果触摸笔释放了，则上报释放事件，并将触摸屏重新设置为等待按下中断状态。
着实，程序虽小，还是耐人寻味的。程序中的注释写的不错，可以仔细品味一下。
因为这是触摸屏的驱动，所以ADCTSC这个寄存器就很重要。
看下面的这个ADCTSC各个位的说明，以及下面两个宏的定义。这样对源码看更利于理解
#define WAIT4INT(x)(((x)<<8) | \
S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
S3C2410_ADCTSC_XY_PST(3))
#define S3C2410_ADCTSC_YM_SEN (1<<7)
#define S3C2410_ADCTSC_YP_SEN (1<<6)
#define S3C2410_ADCTSC_XP_SEN (1<<4)
#define S3C2410_ADCTSC_XY_PST(x) (((x)&0x3)<<0)
#define AUTOPST (S3C2410_ADCTSC_YM_SEN | S3C2410_ADCTSC_YP_SEN | S3C2410_ADCTSC_XP_SEN | \
S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST | S3C2410_ADCTSC_XY_PST(0))
#define S3C2410_ADCTSC_YM_SEN (1<<7)
#define S3C2410_ADCTSC_YP_SEN (1<<6)
#define S3C2410_ADCTSC_AUTO_PST(1<<2)
#define S3C2410_ADCTSC_XY_PST(x)(((x)&0x3)<<0)