android 电容屏（三）：驱动调试之驱动程序分析篇

关键词：android 电容屏 tp 工作队列中断坐点计算电容屏主要参数
平台信息:
内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0

平台：S5PV310(samsung exynos 4210)

转载：http://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/7833383

android 电容屏（一）：电容屏基本原理篇

android 电容屏（二）：驱动调试之基本概念篇

android 电容屏（三）：驱动调试之驱动程序分析篇

以goodix的gt8105为例

一、总体架构

硬件部分：先看一个总体的图吧，其实触摸屏原理也比较简单，触摸屏和主控芯片间的联系，如下主要有三部分：

1、IIC部分，初始化gt8105的数据和传回主控制的坐标位置信息就是通过IIC这条线传输的；

2、INT，当gt8105初触摸时，会发出中断通知主控接收信息（坐标数据）；

3、gt8105电源、复位这一部分，不同芯片有所不同，可以根据触摸屏芯片来配置。

软件部分：

二、电容触摸屏的主要参数（这部分面试的时候也许有人会问的）

记得刚出来找工作时有人问我一些问题，我答不上来，现在感觉很清晰（那时候刚毕业IIC我都说不全）
1、IIC
（1）、clk370KHz~400KHz；
（2）、触摸屏工作在从模式，这个比较简单；
2、电容检测频率，也就是每秒检测的次数:（大概）
（1）、单指≥100Hz；
（2）、五指≥80Hz；
（3）、十指≥60Hz。
3、手指按下，没抬起时触发多少中断？
中断个数也就是检测频率，按下没提起一直有中断。这样我们就可有判断单点、划线之类的操作；
4、校准功能、自动校准（有个别电容屏没有的，用软件校准）
（1）、初始化校准
不同的温度、湿度及物理空间结构均会影响到电容传感器在闲置状态的基准值。一般电容触摸屏会在初始化的 200ms内根据环境情况自动获得新的检测基准。完成触摸屏检测的初始化。
（2）、自动温漂补偿
温度、湿度或灰尘等环境因素的缓慢变化,也会影响到电容传感器在闲置状态的基准值。实时检测各点数据的变化,对历史数据进行统计分析,由此来修正检测基准。从而降低环境变化对触摸屏检测的影响。
5、推荐工作条件(环境温度为 25°C,VDD=2.8V)

参数	最小值	典型值	最大值	单位
模拟AVDD(参考AGND)	2.5	2.8	3.6	V
数字DVDD(参考DGND)	2.5	2.8	3.6	V
电源纹波		50(注意电池、充电器的影响)		mV
工作温度	-20	+25	+85	度
工作湿度	-	-	95	%

三、硬件接口电路：

如下图：

SDA	IIC数据要上拉电阻，为1K；
SCL	IIC时钟（400KHz）
TP_EN	使能脚（gt8105为高电平）
INT	中断（一直点到触摸屏时中断是一直发出的）
VCC	3.3V这个电压一直有
GND	地

软件部分，整体流程如下：

三、IIC配置

设备到芯片的数据、初始化值都是从这条总线上传输的，首先我们要配置这个条总线，

/linux/arch/arm/mach-exynos/mach-smdkv310.c,这个因平台而已，地址右移也跟情况而定，如果本来就是7bit的地址就不用移位。

[cpp] view plain copy

staticstructi2c_board_infoi2c_devs5[]__initdata={
#ifCONFIG_TOUCHSCREEN_GT8105
{
I2C_BOARD_INFO("Goodix-TS",(0xaa>>1)),
.irq=IRQ_EINT(5),
}
#endif
};

四、电源、复位（使能脚）

1、电源

3.3V的电源是一直有的，这个硬件上给就行了。

2、复位（时能脚），这个因触摸屏而已，gt8105工作时要高电平。

在：linux3.0/drivers/input/touchscreen/goodix_touch.h中

[cpp] view plain copy

#defineRESETPIN_CFGs3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPB(4),S3C_GPIO_OUTPUT)
#defineRESETPIN_SET0gpio_direction_output(EXYNOS4_GPB(4),0)
#defineRESETPIN_SET1gpio_direction_output(EXYNOS4_GPB(4),1)
staticvoidgoodix_reset(void)
{
interr;
err=gpio_request(EXYNOS4_GPB(4),"GPX1");
if(err)
printk(KERN_ERR"####failedtorequestGPB_4####\n");
RESETPIN_CFG;//配置管脚功能
RESETPIN_SET0;//管脚拉低
mdelay(20);//延时
RESETPIN_SET1;//管脚拉高
mdelay(60);
gpio_free(EXYNOS4_GPB(4));
}

五、中断配置

在：linux3.0/drivers/input/touchscreen/goodix_touch.h中

[cpp] view plain copy

#defineINT_PORTEXYNOS4_GPX0(5)
#ifdefINT_PORT
#defineTS_INTIRQ_EINT(5)//中断引脚，中断号
#defineINT_CFGS3C_GPIO_SFN(0x0F)
#else
在：linux3.0/drivers/input/touchscreen/goodix_touch.h中中断申请
#ifdefINT_PORT
client->irq=TS_INT;
if(client->irq)
{
ret=request_irq(client->irq,goodix_ts_irq_handler,IRQ_TYPE_EDGE_RISING|IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,client->name,ts);
#endif

上面三部完成了触摸屏工作的最基本配置，保证IIC 、上电、INT正常，触摸屏就可以工作。

六、驱动程序分析（完整代码见goodix_touch.c/goodix_touch.h）

驱动有几个比较重要的部分：probe函数分析；中断申请、工作队列调度；中断下半部函数的执行，坐标值计算、上报。

1、probe函数分析

[cpp] view plain copy

staticintgoodix_ts_probe(structi2c_client*client,conststructi2c_device_id*id)
{
structgoodix_ts_data*ts;
…………
//1,分配触摸屏结构内核空间；
ts=kzalloc(sizeof(*ts),GFP_KERNEL);
…………
//2,初始化工作队列，这个比较重要，中断触发后，调用队列中的goodix_ts_work_func函数，计算上报坐标值；
INIT_WORK(&ts->work,goodix_ts_work_func);
…………
//3,触摸芯片初始化；
for(retry=0;retry<3;retry++)
{
ret=goodix_init_panel(ts);
…………
}
//4、触摸屏复位，拉高；
goodix_reset();
#ifdefINT_PORT
//5,中断申请，TS_INT就是我们所设定的中断脚；
client->irq=TS_INT;
ret=request_irq(client->irq,goodix_ts_irq_handler,IRQ_TYPE_EDGE_RISING|IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
client->name,ts);
………………
#endif
//6、分配input驱动内核空间；
ts->input_dev=input_allocate_device();
//7,input初始化参数设定，我们在前面提到Linux与Android多点触摸协议里有对这部分说明；
ts->input_dev->evbit[0]=BIT_MASK(EV_SYN)|BIT_MASK(EV_KEY)|BIT_MASK(EV_ABS);
ts->input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_TOUCH)]=BIT_MASK(BTN_TOUCH);
ts->input_dev->absbit[0]=BIT(ABS_X)|BIT(ABS_Y)|BIT(ABS_PRESSURE);//absolutecoor(x,y)
#ifdefHAVE_TOUCH_KEY
for(retry=0;retry<MAX_KEY_NUM;retry++)
{
input_set_capability(ts->input_dev,EV_KEY,touch_key_array[retry]);
}
#endif
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_X,0,ts->abs_x_max,0,0);
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_Y,0,ts->abs_y_max,0,0);
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_PRESSURE,0,255,0,0);
//8、这部分针对触摸屏参数设定；
#ifdefGOODIX_MULTI_TOUCH
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_MT_WIDTH_MAJOR,0,255,0,0);
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_MT_TOUCH_MAJOR,0,255,0,0);
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_MT_POSITION_X,0,ts->abs_x_max,0,0);
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_MT_POSITION_Y,0,ts->abs_y_max,0,0);
input_set_abs_params(ts->input_dev,ABS_MT_TRACKING_ID,0,ts->max_touch_num,0,0);
#endif
//9、触摸屏版本信息设定；
sprintf(ts->phys,"input/ts");
ts->input_dev->name=goodix_ts_name;
ts->input_dev->phys=ts->phys;
ts->input_dev->id.bustype=BUS_I2C;
ts->input_dev->id.vendor=0xDEAD;
ts->input_dev->id.product=0xBEEF;
ts->input_dev->id.version=10427;//screenfirmwareversion
//10,对于input子系统来说，这个是重头戏了，只有注册了input子系统，其他的才有做用；
ret=input_register_device(ts->input_dev);
………………
//11,对睡眠唤醒操作；
#ifdefCONFIG_HAS_EARLYSUSPEND
ts->early_suspend.level=EARLY_SUSPEND_LEVEL_BLANK_SCREEN+1;
ts->early_suspend.suspend=goodix_ts_early_suspend;
ts->early_suspend.resume=goodix_ts_late_resume;
register_early_suspend(&ts->early_suspend);
#endif
………………
}

（1）、分配触摸屏结构内核空间；

[cpp] view plain copy

structgoodix_ts_data{
uint16_taddr;
uint8_tbad_data;
structi2c_client*client;
structinput_dev*input_dev;
intuse_reset;//useRESETflag
intuse_irq;//useEINTflag
intread_mode;//readmoudlemode,20110221byandrew
structhrtimertimer;
structwork_structwork;
charphys[32];
intretry;
structearly_suspendearly_suspend;
int(*power)(structgoodix_ts_data*ts,inton);
uint16_tabs_x_max;
uint16_tabs_y_max;
uint8_tmax_touch_num;
uint8_tint_trigger_type;
uint8_tgreen_wake_mode;
};

（2）、初始化工作队列，这个比较重要，中断触发后，调用队列中的goodix_ts_work_func函数，计算上报坐标值；这个和中断申请一起分析；

（3）、触摸芯片初始化；

对触摸芯片寄存器的初始化，这里面对中断方式设定等，一般芯片厂的FAE在调试的时候会修改这里面的值，这个也是因芯片而异，有的在驱动里做，可以直接改；有的直接做成固件了，那部分要FAE帮忙了。

[cpp] view plain copy

uint8_tcfg_info_group1[]=
{
0x65,0x00,0x25,0x80,0x19,0x00,0x00,0x2C,0x11,0x11,0x32,0x02,0x08,0x10,0x20,0x00,
0x00,0x88,0x88,0x88,0x03,0x13,0x32,0x64,0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,
0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0xFF,0x0D,0x0E,0x0F,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,
0x17,0x18,0x19,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00
};

（4）、触摸屏复位，拉高；

gt8015在工作时要拉高，所以我们做一个拉低—延时--拉高的操作；

（5）、中断申请，TS_INT就是我们所设定的中断脚，和（2）一起后面分析；

（6）、分配input驱动内核空间；

[cpp] view plain copy

ts->input_dev=input_allocate_device();

（7）、input初始化参数设定，我们在前面提到Linux与Android 多点触摸协议里有对这部分说明；（8）、这部分针对触摸屏参数设定；

（9）、触摸屏版本信息设定；

[cpp] view plain copy

cat/proc/bus/input/devices时可以看到下面信息（这个是pixcir的触摸屏）
I:Bus=0018Vendor=0000Product=0000Version=0000
N:Name="pixcir-ts"
P:Phys=
S:Sysfs=/devices/platform/s3c2440-i2c.5/i2c-5/5-005c/input/input3
U:Uniq=
H:Handlers=kbdevent3
B:PROP=0
B:EV=b
B:KEY=40000001000400008000000
B:ABS=26500001000000

（10）、对于input子系统来说，这个是重头戏了，驱动注册到input子系统；

[cpp] view plain copy

input_register_device(ts->input_dev);

（11），触摸屏睡眠唤醒操作，这部分不做详细说明，感兴趣的可以看下……

2、中断申请、工作队列调度

（1）、中断申请

[cpp] view plain copy

ret=request_irq(client->irq,goodix_ts_irq_handler,IRQ_TYPE_EDGE_RISING|IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
client->name,ts);
第一个参数：中断号，client->irq，client->irq=TS_INT;
#defineTS_INTIRQ_EINT(5)对应到我们要申请的中断；
第二个参数：中断执行函数，goodix_ts_irq_handler；
第三个参数：中断触发方式：上升沿触发、下降沿触发、高电平触发、低电平触发
IRQ_TYPE_EDGE_RISING,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
IRQ_TYPE_LEVEL_LOW,
IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH
第四个参数：
第五个参数：

（2）、中断处理函数 goodix_ts_irq_handler

[cpp] view plain copy

staticirqreturn_tgoodix_ts_irq_handler(intirq,void*dev_id)
{
structgoodix_ts_data*ts=dev_id;
queue_work(goodix_wq,&ts->work);
returnIRQ_HANDLED;
}

看下queue_work()这个函数中的两个参数：

a、goodix_wq

[cpp] view plain copy

goodix_wq=create_singlethread_workqueue("goodix_wq");//createaworkqueueandworkerthread

在函数 goodix_ts_init中，创建工作队列和工作线程,初始化时创建线程。

b、&ts->work

在函数goodix_ts_probe（）中：

[cpp] view plain copy

INIT_WORK(&ts->work,goodix_ts_work_func);

在工作队列&ts->work中增加 goodix_ts_work_func任务。

也就是当中断函数触发时，执行中断函数goodix_ts_irq_handler（），中断函数里面对队列调度，调用队列中的goodix_ts_work_func（）函数。

3、中断下半部函数的执行goodix_ts_work_func（）函数

这就是核心部分，坐标点的计算、上报、多点处理都在这个函数中执行。

[cpp] view plain copy

staticvoidgoodix_ts_work_func(structwork_struct*work)
{
intret=-1;
inttmp=0;
uint8_tpoint_data[(1-READ_COOR_ADDR)+1+2+5*MAX_FINGER_NUM+1]={0};//readaddress(1byte)+keyindex(1byte)+pointmask(2bytes)+5bytes*MAX_FINGER_NUM+coorchecksum(1byte)
uint8_tcheck_sum=0;
uint16_tfinger_current=0;
uint16_tfinger_bit=0;
unsignedintcount=0,point_count=0;
unsignedintposition=0;
uint8_ttrack_id[MAX_FINGER_NUM]={0};
unsignedintinput_x=0;
unsignedintinput_y=0;
unsignedintinput_w=0;
unsignedcharindex=0;
unsignedchartouch_num=0;
structgoodix_ts_data*ts=container_of(work,structgoodix_ts_data,work);
if(g_enter_isp)return;
COORDINATE_POLL:
if((ts->int_trigger_type>1)&&(gpio_get_value(INT_PORT)!=(ts->int_trigger_type&0x01)))
{
gotoNO_ACTION;
}
if(tmp>9){
dev_info(&(ts->client->dev),"I2Ctransfererror,touchscreenstopworking.\n");
gotoXFER_ERROR;
}
if(ts->bad_data)
msleep(20);
point_data[0]=READ_COOR_ADDR;//readcooraddress
//1、读取触摸屏值，手指数、坐标值等；
ret=i2c_read_bytes(ts->client,point_data,((1-READ_COOR_ADDR)+1+2+5*ts->max_touch_num+1));
…………
//2、判断是否有手指按下；
finger_current=(point_data[3-READ_COOR_ADDR]<<8)+point_data[2–READ_COOR_ADDR];
if(finger_current)//3、如果有手指按下
{
point_count=0,finger_bit=finger_current;
//3，循环判断有多少手指按下；
for(count=0;(finger_bit!=0)&&(count<ts->max_touch_num);count++)//calhowmanypointtouchcurrntly
{
if(finger_bit&0x01)
{
track_id[point_count]=count;
point_count++;
}
finger_bit>>=1;
}
//4、把按下手指数赋给touch_num；
touch_num=point_count;
//5、计算坐标值；
check_sum=point_data[2-READ_COOR_ADDR]+point_data[3-READ_COOR_ADDR];//calcoorchecksum
count=4-READ_COOR_ADDR;
for(point_count*=5;point_count>0;point_count--)
check_sum+=point_data[count++];
check_sum+=point_data[count];
if(check_sum!=0)//checksumverifyerror
{
printk("coorchecksumerror!\n");
if(ts->int_trigger_type>1)
gotoCOORDINATE_POLL;
else
gotoXFER_ERROR;
}
}
//6、读取值坐标值上报；
if(touch_num)
{
//7、touch_num为按下手指个数，依次循环读取；
for(index=0;index<touch_num;index++)
{
position=4-READ_COOR_ADDR+5*index;
//8、读出X的值；
input_x=(unsignedint)(point_data[position]<<8)+(unsignedint)(point_data[position+1]);
//9、读出Y的值；
input_y=(unsignedint)(point_data[position+2]<<8)+(unsignedint)(point_data[position+3]);
input_w=(unsignedint)(point_data[position+4]);
//10、如果读出值超出范围，退出；
if((input_x>ts->abs_x_max)||(input_y>ts->abs_y_max))
continue;
//11、下面的函数依次上报坐标，input_mt_sync单点同步
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_POSITION_X,input_x);
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_POSITION_Y,input_y);
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_TOUCH_MAJOR,input_w);
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_WIDTH_MAJOR,input_w);
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_TRACKING_ID,track_id[index]);
input_mt_sync(ts->input_dev);
}
}
//12、没有触摸时，初始值为0；
else
{
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_TOUCH_MAJOR,0);
input_report_abs(ts->input_dev,ABS_MT_WIDTH_MAJOR,0);
input_mt_sync(ts->input_dev);
}
//13、同步多点值；
input_sync(ts->input_dev);
if(ts->int_trigger_type>1)
{
msleep(POLL_TIME);
gotoCOORDINATE_POLL;
}
gotoEND_WORK_FUNC;
NO_ACTION:
END_WORK_FUNC:
XFER_ERROR:
return;
}

总的来数，当我们手指按下是，不管是单个手指，还是多个手指，坐标值和一些信息存储到触摸芯片的相应寄存器中，然后再通过IIC读出，送到主控中就可以了，其他事情就是android去处理了。

如下图所示，规格书中坐标及重量：XY坐标缓存寄存器的高低位：

中断触发--中断函数--工作队列调度--功能函数执行

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