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底部由玻璃或有机玻璃组成,顶部是一层外表面经过硬化处理,以光滑防刮,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:
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:
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:
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。
2.1 整体框架:
输入子系统包括三个部分 第一部分
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 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 : 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》
3.1 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);