Linux学习第43天：Linux 多点电容触摸屏实验：难忘记第一次牵你手的温存

Linux版本号4.1.15   芯片I.MX6ULL                                    大叔学Linux    品人间百味  思文短情长 

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       人都是性情中人，如果把学习当做自己的女朋友，对她细致入微、掏心掏肺、有耐心有恒心，终会修成正果。

        而我们本节需要学习的电容触摸屏的驱动开发，就相当于你第一次牵手未来另一半的温存。真正学会学懂，等真正用到的时候才知道会有多香多甜多心满意足。

         本章主要学习触摸屏的驱动开发，需要学习的主要内容包括电容触摸屏的驱动框架简介、硬件原理分析以及驱动的开发与测试。本节内容重点学习本章的第一节电容触摸屏的驱动框架，其余内容将在下一节进行学习。

        本章的思维导图内容如下：

一、Linux下电容触摸屏驱动框架简介

1、多点触摸（MT）协议详解

①、电容屏 IIC接口  IIC设备驱动
②、中断获取触摸信息 中断驱动框架

③、是否触摸  绝对位置 input子系统
④、电容触摸屏不需要校准

        多点电容触摸协议

        MT协议两种类型：typeA 、typeB（常用 硬件追踪）

        ABS_MT事件多点触控：

ABS_MT_SLOT ：触摸点ID
ABS_MT_POSITION_X 、 ABS_MT_POSITION_Y ：触摸点坐标

ABS_MT_TRACKING_ID：Type B 设备区分触摸点

        input_mt_slot()函数：Type B 设备  区分哪一个触摸点

void input_mt_slot(struct input_dev *dev, int slot)//slot 当前上报的哪个触摸点

触发ABS_MT_SLOT事件。

        input_sync()函数来标识多点触摸信息传输完成，告诉接收者处理之前累计的所有消息，并且准备好下一次接收。

        Type B 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。一个非负数的 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。

        有些设备识别或追踪的触摸点信息要比他上报的多，这些设备驱动应该给硬件上报的每个触摸点分配一个 Type B 的 slot。一旦检测到某一个 slot 关联的触摸点 ID 发生了变化，驱动就应该改变这个 slot 的 ABS_MT_TRACKING_ID，使这个 slot 失效。如果硬件设备追踪到了比他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。
 

2、TypeA触摸点信息上报时序

1 ABS_MT_POSITION_X x[0]
2 ABS_MT_POSITION_Y y[0]
3 SYN_MT_REPORT//上报 SYN_MT_REPORT 事件，通过调用 input_mt_sync 函数来实现。
4 ABS_MT_POSITION_X x[1]
5 ABS_MT_POSITION_Y y[1]
6 SYN_MT_REPORT
7 SYN_REPORT//上报 SYN_REPORT 事件，通过调用 input_sync 函数实现。

3、TypeB触摸点信息上报时序

1 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*/
2 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。具体用到的函数input_mt_report_slot_state*/
3 ABS_MT_POSITION_X x[0]
4 ABS_MT_POSITION_Y y[0]
5 ABS_MT_SLOT 1
6 ABS_MT_TRACKING_ID 46
7 ABS_MT_POSITION_X x[1]
8 ABS_MT_POSITION_Y y[1]
9 SYN_REPORT

        触摸点移除：

1 ABS_MT_TRACKING_ID -1/*input_mt_report_slot_state 设置active为false*/
2 SYN_REPORT

4、MT其他事件的使用

ABS_MT_POSITION_X 和ABS_MT_POSITION_Y：上报触摸点

ABS_MT_TOUCH_MAJOR 和 ABS_MT_WIDTH_MAJOR ：上报触摸面积

ABS_MT_TOOL_TYPE 事件用于上报触摸工具类型：

MT_TOOL_FINGER(手指)、 MT_TOOL_PEN(笔)和 MT_TOOL_PALM(手掌)
于Type B类型，事件由input子系统内核处理。上报此类事件，由函数

input_mt_report_slot_state完成。

5、多点触摸所使用到的API函数

1）、input_mt_init_slots函数

用于初始化 MT 的输入 slots：

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

2）、input_mt_slot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：

void input_mt_slot(struct input_dev *dev,
int slot)

3）、input_mt_report_slot_state函数

        用于 Type B 类型，用于产生 ABS_MT_TRACKING_ID 和 ABS_MT_TOOL_TYPE
事 件 ， ABS_MT_TRACKING_ID 事 件 给 slot 关 联 一 个 ABS_MT_TRACKING_ID ，
ABS_MT_TOOL_TYPE 事 件 指 定 触 摸 类 型 （ 是 笔 还 是 手 指 等 ）。

void input_mt_report_slot_state( struct input_dev *dev,
unsigned int tool_type,
bool 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，表示触摸
点溢出。*/

4）、input_report_abs函数

        上报触摸点坐标信息：

void input_report_abs( struct input_dev *dev,
unsigned int code,/*要上报的是什么数据，可以设置为 ABS_MT_POSITION_X 或 ABS_MT_POSITION_Y，
也就是 X 轴或者 Y 轴坐标数据。*/
int 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):

void input_mt_report_pointer_emulation(struct input_dev *dev,
bool use_count)

6、多点电容触摸驱动框架

1）、I2C驱动框架

1 /* 设备树匹配表 */
2 static const struct i2c_device_id xxx_ts_id[] = {
3 { "xxx", 0, },
4 { /* sentinel */ }
5 };
6
7 /* 设备树匹配表 */
8 static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {
9 { .compatible = "xxx", },
10 { /* sentinel */ }
11 };
12
13 /* i2c 驱动结构体 */
14 static struct i2c_driver ft5x06_ts_driver = {
15 .driver = {
16 .owner = THIS_MODULE,
17 .name = "edt_ft5x06",
18 .of_match_table = of_match_ptr(xxx_of_match),
19 },
20 .id_table = xxx_ts_id,
21 .probe = xxx_ts_probe,
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1511
I.MX6U 嵌入式 Linux 驱动开发指南
22 .remove = xxx_ts_remove,
23 };
24
25 /*
26 * @description : 驱动入口函数
27 * @param : 无
28 * @return : 无
29 */
30 static int __init xxx_init(void)
31 {
32 int ret = 0;
33
34 ret = i2c_add_driver(&xxx_ts_driver);
35
36 return ret;
37 }
38
39 /*
40 * @description : 驱动出口函数
41 * @param : 无
42 * @return : 无
43 */
44 static void __exit xxx_exit(void)
45 {
46 i2c_del_driver(&ft5x06_ts_driver);
47 }
48
49 module_init(xxx_init);
50 module_exit(xxx_exit);
51 MODULE_LICENSE("GPL");
52 MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

        当设备树中触摸IC的设备节点和驱动匹配以后，xxx_ts_probe函数就会执行。可以在此函数中初始化触摸IC，中断和input子系统。

2）、初始化触摸IC、中断和input子系统

1 static int xxx_ts_probe(struct i2c_client *client, const struct
i2c_device_id *id)
2 {
3 struct input_dev *input;
4
5 /* 1、初始化 I2C */
6 ......
7
8 /* 2，申请中断， */
9 devm_request_threaded_irq(&client->dev, client->irq, NULL,
10 xxx_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_ONESHOT,
11 client->name, &xxx);
12 ......
13
14 /* 3， input 设备申请与初始化 */
15 input = devm_input_allocate_device(&client->dev);
16
17 input->name = client->name;
18 input->id.bustype = BUS_I2C;
19 input->dev.parent = &client->dev;
20 ......
21
22 /* 4，初始化 input 和 MT */
23 __set_bit(EV_ABS, input->evbit);
24 __set_bit(BTN_TOUCH, input->keybit);
25
26 input_set_abs_params(input, ABS_X, 0, width, 0, 0);
27 input_set_abs_params(input, ABS_Y, 0, height, 0, 0);
28 input_set_abs_params(input, ABS_MT_POSITION_X,0, width, 0, 0);
29 input_set_abs_params(input, ABS_MT_POSITION_Y,0, height, 0, 0);
30 input_mt_init_slots(input, MAX_SUPPORT_POINTS, 0);
31 ......
32
33 /* 5，注册 input_dev */
34 input_register_device(input);
35 ......
36 }

        devm_request_threaded_irq 函数特点：

①、用于申请中断。

②、此函数的作用是中断线程化。

③、使用“ devm_”前缀的函数申请到的资源可以由系统自动释放，不需要我们手动处理。
        多点电容屏的触摸坐标为绝对值，因此需要上报 EV_ABS 事件。触摸屏有按下和抬起之分，因此需要上报 BTN_TOUCH 按键。

3）、上报坐标信息

1 static irqreturn_t xxx_handler(int irq, void *dev_id)
2 {
3
4 int num; /* 触摸点数量 */
5 int x[n], y[n]; /* 保存坐标值 */
6
7 /* 1、从触摸芯片获取各个触摸点坐标值 */
8 ......
9
10 /* 2、上报每一个触摸点坐标 */
11 for (i = 0; i < num; i++) {
12 input_mt_slot(input, id);
13 input_mt_report_slot_state(input, MT_TOOL_FINGER, true);
14 input_report_abs(input, ABS_MT_POSITION_X, x[i]);
15 input_report_abs(input, ABS_MT_POSITION_Y, y[i]);
16 }
17 ......
18
19 input_sync(input);
20 ......
21
22 return IRQ_HANDLED;
23 }

        每一轮触摸点坐标上报完毕以后就调用一次 input_sync 函数发送一个SYN_REPORT 事件。

        以下内容将在下一节笔记中更新。

二、硬件原理图分析

三、实验程序编写

1、修改设备树

1）、添加FT5426所使用的IO

2）、添加FT5426节点

2、编写多点电容触摸驱动

四、运行测试

1、编译驱动程序

2、运行测试

3、将驱动添加到内核中

1）、将驱动文件放到合适的位置

2）、修改对应的Makefile

五、tslib移植与使用

1、tslib移植

1）、获取tslib源码

2）、修改tslib源码所属用户

3）、ubuntu工具安装

4）、编译tslib

5）、配置tslib

6）、tslib测试

六、使用内核自带的驱动

1、修改edt-ft5x06.c

2、使能内核自带的FT5X06驱动

3、修改设备树

七、4.3.寸屏触摸驱动实验

1、修改设备树pinctrl_tsc节点内容

2、在设备树的i2c2节点下添加tgt9147子节点

3、修改设备树的lcdif节点

4、编译GT9147驱动文件

八、总结

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本文为参考正点原子开发板配套教程整理而得，仅用于学习交流使用，不得用于商业用途。