第16章觸摸屏設備驅動程序

1、第第1616章章 觸摸屏設備驅動程序觸摸屏設備驅動程序由于觸摸屏設備使用簡單、價格相對低廉，它的應用隨處由于觸摸屏設備使用簡單、價格相對低廉，它的應用隨處可見。在消費電子產品、工業(yè)控制系統(tǒng)、甚至航空領域都所有應可見。在消費電子產品、工業(yè)控制系統(tǒng)、甚至航空領域都所有應用。隨著觸摸屏設備技術的成熟和價格的日益下降，在我們的日用。隨著觸摸屏設備技術的成熟和價格的日益下降，在我們的日常生活中也經常使用帶觸摸屏的設備。例如銀行的常生活中也經常使用帶觸摸屏的設備。例如銀行的ATM機、機機、機場的查詢等級系統(tǒng)、手機、場的查詢等級系統(tǒng)、手機、MP3、掌上電腦等。正因為觸摸屏設、掌上電腦等。正因為觸摸屏設備應用

2、如此廣泛，所以掌握觸摸屏設備驅動程序的編寫對驅動開備應用如此廣泛，所以掌握觸摸屏設備驅動程序的編寫對驅動開發(fā)者來說非常重要。本章將對觸摸屏設備驅動程序進行詳細的介發(fā)者來說非常重要。本章將對觸摸屏設備驅動程序進行詳細的介紹。紹。16.1 16.1 觸摸屏設備工作原理觸摸屏設備工作原理本節(jié)對觸摸屏設備的工作原理進行了簡要的介紹，并本節(jié)對觸摸屏設備的工作原理進行了簡要的介紹，并介紹了觸摸屏設備的主要類型。其中重點介紹了電阻式觸摸介紹了觸摸屏設備的主要類型。其中重點介紹了電阻式觸摸屏設備。這些都是寫觸摸屏設備驅動程序的基礎，下面對這屏設備。這些都是寫觸摸屏設備驅動程序的基礎，下面對這些主要內容分別進行

3、介紹。些主要內容分別進行介紹。16.1.1 16.1.1 觸摸屏設備概述觸摸屏設備概述觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設備，它是目前最簡單、觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。它具有堅固耐用、反應速度方便、自然的一種人機交互方式。它具有堅固耐用、反應速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術，用戶只快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術，用戶只要用手指輕輕地碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現對主要用手指輕輕地碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現對主機操作，從而使人機交互更為直截了當，機操作，從而使人機交互更為直截了當，這種技術大大方便了

4、這種技術大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。事實上，觸摸屏是一個使多媒體信那些不懂電腦操作的用戶。事實上，觸摸屏是一個使多媒體信息系統(tǒng)改頭換面的設備。它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是息系統(tǒng)改頭換面的設備。它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。極富吸引力的全新多媒體交互設備。 16.1.2 16.1.2 觸摸屏設備的類型觸摸屏設備的類型從技術原理來區(qū)別觸摸屏，可分將觸摸屏分為五個種從技術原理來區(qū)別觸摸屏，可分將觸摸屏分為五個種類：矢量壓力傳感技術觸摸屏、電阻技術觸摸屏、電容技術類：矢量壓力傳感技術觸摸屏、電阻技術觸摸屏、電容技術觸摸屏、紅外線技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏

5、。觸摸屏、紅外線技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏。16.1.3 16.1.3 電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有多層復合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑一層透明的導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內表面也涂有一層透明導電層，在兩層防刮的塑料層，它的內表面也涂有一層透明導電層，在兩層導電層之間有許多細?。ㄐ∮谇Х种挥⒋纾┑耐该鞲綦x點導電層之間有許多細?。ㄐ∮谇Х种挥⒋纾┑耐?/p>

6、明隔離點把它們隔開絕緣。把它們隔開絕緣。16.2 16.2 觸摸屏設備硬件結構觸摸屏設備硬件結構要完全理解觸摸屏設備驅動程序，必須對觸摸屏接口要完全理解觸摸屏設備驅動程序，必須對觸摸屏接口有所了解。本節(jié)針對有所了解。本節(jié)針對S3C2440處理器的觸摸屏接口，對觸摸處理器的觸摸屏接口，對觸摸屏接口的硬件原理進行詳細的講述。屏接口的硬件原理進行詳細的講述。16.2.1 S3C244016.2.1 S3C2440觸摸屏接口概述觸摸屏接口概述S3C2440芯片支持觸摸屏接口。這個觸摸屏接口包括一芯片支持觸摸屏接口。這個觸摸屏接口包括一個外部晶體管控制邏輯和一個模數轉換器個外部晶體管控制邏輯和一個模數轉

7、換器ADC。S3C2440芯芯片具有一個片具有一個8通道的通道的10位位CMOS模數轉換器（模數轉換器（ADC）。它將）。它將輸入的模擬信號轉換為輸入的模擬信號轉換為10位的二進制數字數據。在位的二進制數字數據。在2.5MHz的的A/D轉換器頻率下，最大轉化速率可達到轉換器頻率下，最大轉化速率可達到500KSPS。A/D轉換器支持片上采樣和保持功能，并支持掉電模式。轉換器支持片上采樣和保持功能，并支持掉電模式。16.2.2 S3C244016.2.2 S3C2440觸摸屏接口的工作模式觸摸屏接口的工作模式S3C2440觸摸屏接口有觸摸屏接口有4種工作模式。在不同的工作模種工作模式。在不同的工作

8、模式下，觸摸屏設備完成不同的功能。在某些情況下，幾種工式下，觸摸屏設備完成不同的功能。在某些情況下，幾種工作模式需要互相配合，才能夠完成一定的功能。這作模式需要互相配合，才能夠完成一定的功能。這4種工作種工作模式分別是：模式分別是：1正常轉換模式正常轉換模式2等待中斷模式等待中斷模式3獨立的獨立的X/Y位置轉換模式位置轉換模式4自動自動X/Y位置轉換模式位置轉換模式16.2.3 S3C244016.2.3 S3C2440觸摸屏設備寄存器觸摸屏設備寄存器寄存器是主機控制設備的最主要方式之一。下面對觸寄存器是主機控制設備的最主要方式之一。下面對觸摸屏設備的相關寄存器進行詳細的介紹，這些寄存器包括摸

9、屏設備的相關寄存器進行詳細的介紹，這些寄存器包括ADC控制寄存器、控制寄存器、ADC觸摸屏控制寄存器、觸摸屏控制寄存器、ADC延時寄存延時寄存器、器、ADC轉換數據寄存器。在具體的代碼中，遇到對這些轉換數據寄存器。在具體的代碼中，遇到對這些寄存器的操作時，讀者應該會過來對照本節(jié)的知識，以完整寄存器的操作時，讀者應該會過來對照本節(jié)的知識，以完整的領會程序的功能。的領會程序的功能。16.3 16.3 觸摸屏設備驅動程序分析觸摸屏設備驅動程序分析Linux 2.6內核中已經實現了內核中已經實現了S3C2440處理器的觸摸屏驅處理器的觸摸屏驅動程序。由于動程序。由于S3C2440與與S3C2410的觸

10、摸屏硬件變化不大，的觸摸屏硬件變化不大，所以稍微對所以稍微對S3C2410的觸摸屏驅動進行改寫，就能夠得到的觸摸屏驅動進行改寫，就能夠得到S3C2440處理器的觸摸屏驅動程序。本節(jié)將對這個驅動程序處理器的觸摸屏驅動程序。本節(jié)將對這個驅動程序進行詳細的分析，通過這個驅動程序的學習，希望讀者能舉進行詳細的分析，通過這個驅動程序的學習，希望讀者能舉一反三，寫出其他更好的驅動。一反三，寫出其他更好的驅動。16.3.1 16.3.1 觸摸屏設備驅動程序組成觸摸屏設備驅動程序組成觸摸屏設備驅動程序的初始化函數，退出函數，中斷觸摸屏設備驅動程序的初始化函數，退出函數，中斷處理函數的關系如圖所示。處理函數的關

11、系如圖所示。16.3.2 S3C244016.3.2 S3C2440觸摸屏驅動模塊的加載和卸觸摸屏驅動模塊的加載和卸載函數載函數首先分析觸摸屏設備驅動程序的初始化和退出，了解首先分析觸摸屏設備驅動程序的初始化和退出，了解觸摸屏設備驅動程序的加載和卸載函數的實現。觸摸屏設備驅動程序的加載和卸載函數的實現。1加載和卸載函數加載和卸載函數2觸摸屏設備驅動驅動結構體觸摸屏設備驅動驅動結構體16.3.3 S3C244016.3.3 S3C2440觸摸屏驅動模塊的探測函數觸摸屏驅動模塊的探測函數當調用當調用driver_register()函數注冊成功驅動之后，內核會以函數注冊成功驅動之后，內核會以s3c

12、2410ts_driver中的中的name成員為依據，在系統(tǒng)中查找已經注成員為依據，在系統(tǒng)中查找已經注冊的具有相同冊的具有相同name的設備，如果找到相應的設備，就調用的設備，如果找到相應的設備，就調用s3c2410ts_driver中定義的探測函數中定義的探測函數probe()。這里的這里的probe()函數就是函數就是s3c2410ts_probe()。這個函數在觸。這個函數在觸摸屏設備的初始化過程中，檢查設備是否準備就緒、映射物理摸屏設備的初始化過程中，檢查設備是否準備就緒、映射物理地址到虛擬地址、配置地址到虛擬地址、配置GPIO引腳、注冊相應的中斷等。引腳、注冊相應的中斷等。16.3.

13、4 16.3.4 觸摸屏設備配置觸摸屏設備配置觸摸屏設備接口和處理器芯片的引腳連接如圖所示，從圖中觸摸屏設備接口和處理器芯片的引腳連接如圖所示，從圖中可以看出觸摸屏接口和處理器之間的關系。明白這些關系，是驅可以看出觸摸屏接口和處理器之間的關系。明白這些關系，是驅動程序設計的基礎，下面對這些關系進行詳細的分析。動程序設計的基礎，下面對這些關系進行詳細的分析。16.3.5 16.3.5 觸摸屏設備中斷處理函數觸摸屏設備中斷處理函數當觸摸屏設備驅動的探測函數當觸摸屏設備驅動的探測函數s3c2410ts_probe()執(zhí)行完執(zhí)行完成之后，驅動程序處于等待狀態(tài)。在等待狀態(tài)中，驅動程序成之后，驅動程序處于

14、等待狀態(tài)。在等待狀態(tài)中，驅動程序可以接收兩個中斷信號，并觸發(fā)中斷處理函數。這兩個中斷可以接收兩個中斷信號，并觸發(fā)中斷處理函數。這兩個中斷是觸摸屏中斷（是觸摸屏中斷（IRQ_TC）和）和ADC中斷（中斷（IRQ_ADC）。在）。在s3c2410ts_probe()函數中，調用函數中，調用request_irq()函數注冊了兩函數注冊了兩個中斷，現對這兩個中斷進行詳細的講解。個中斷，現對這兩個中斷進行詳細的講解。1stylus_updown()函數函數2touch_timer_fire()函數函數3stylus_action()函數函數4touch_timer定時器定時器16.3.6 S3C244

15、016.3.6 S3C2440觸摸屏驅動模塊的觸摸屏驅動模塊的removeremove函函數數remove()函數是函數是Linux設備驅動程序中一個非常重要的設備驅動程序中一個非常重要的函數，這個函數實現了與函數，這個函數實現了與probe()函數相反的功能。體現了函數相反的功能。體現了Linux內核中，資源分配和釋放的思想。資源應該在使用時內核中，資源分配和釋放的思想。資源應該在使用時分配，在不使用時釋放。觸摸屏設備驅動程序的分配，在不使用時釋放。觸摸屏設備驅動程序的remove()函函數由數由s3c2410ts_remove()函數來實現。這個函數中釋放了申函數來實現。這個函數中釋放了申

16、請的中斷、時鐘、內存等。請的中斷、時鐘、內存等。16.4 16.4 測試觸摸屏驅動程序測試觸摸屏驅動程序測試觸摸屏驅動程序是否工作正確，最簡單的一種方測試觸摸屏驅動程序是否工作正確，最簡單的一種方法是在驅動程序中加入一些打印坐標的信息，從這些坐標中法是在驅動程序中加入一些打印坐標的信息，從這些坐標中分析觸摸屏設備驅動程序是否工作正常。分析觸摸屏設備驅動程序是否工作正常。touch_timer_fire()函數會不斷的調用去讀輸入緩沖區(qū)中的數據，在函數會不斷的調用去讀輸入緩沖區(qū)中的數據，在touch_timer_fire()函數中加入第函數中加入第14到到21行，就能夠打印出調行，就能夠打印出調試信息。試信息。16.5 16.5 小結小結本章講解了觸摸屏設備驅動程序的實例。首先對觸摸本章講解了觸摸屏設備驅動程序的實例。首先對觸摸屏設備的硬件原型