「技術(shù)干貨」工業(yè)觸摸屏之驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)及異常分析（連載）

觸摸屏作為嵌入式產(chǎn)品中常用的交互設(shè)備，具有交互直觀，編程簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，本系列文章將以多種角度分析如何選擇合適的觸摸屏方案及常見(jiàn)的故障解決方法。本文主題為電阻屏的驅(qū)動(dòng)組成以及多數(shù)觸摸屏的異常分析。

1.1 測(cè)試環(huán)境

處理器：AM335x

內(nèi)核版本：Linux-3.2

硬件條件：四線電阻屏、五線電阻屏

1.2 驅(qū)動(dòng)組成部分

觸摸屏的處理流程離不開(kāi)，響應(yīng)中斷上報(bào)事件，對(duì)于電容屏同樣有效的。所以對(duì)于觸摸屏，只需僅僅把握中響應(yīng)中斷上報(bào)事件的流程，即可定位是軟件還是硬件故障。

以AM335x的電阻屏為例，涉及的驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)列表如表1.1所示。觸摸子系統(tǒng)是對(duì)觸摸屏的抽象層，輸入子系統(tǒng)提供符合上層應(yīng)用使用的接口，中斷子系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收外設(shè)的中斷信號(hào)，ADC子系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供電場(chǎng)信號(hào)以及采集電壓值。

表1.1 電阻屏相關(guān)驅(qū)動(dòng)

1.3 AM335x電阻屏驅(qū)動(dòng)

相關(guān)代碼位置如表1.2所示。

表1.2 電阻屏代碼路徑

板級(jí)文件記錄下ADC模組中哪些通道用作觸摸功能，哪些通道用作模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，如代碼清單1.1所示。

代碼清單1.1 板級(jí)描述文件

路徑：arch/arm/mach-omap2/board-am335xevm.c

ADC模塊驅(qū)動(dòng)是對(duì)ADC通道的抽象整理，會(huì)涉及部分觸摸的寄存器。例如《【應(yīng)用技術(shù)】觸摸屏技術(shù)之二：原理分析》中提到CTRL Register的AFE_Pen_Ctrl Bits用于選擇中斷觸發(fā)信號(hào)輸入腳，如代碼清單1.2所示。

代碼清單1.2 ADC模塊驅(qū)動(dòng)

路徑：drivers/mfd/ti_tscadc.c

最后就來(lái)介紹負(fù)責(zé)抽象整個(gè)觸摸設(shè)備的觸摸屏驅(qū)動(dòng)文件，觸摸驅(qū)動(dòng)內(nèi)封裝了中斷、ADC模組的寄存器操作、輸入事件的上報(bào)工作。

設(shè)置X軸采集時(shí)的配置如代碼清單1.3所示。結(jié)合《【應(yīng)用技術(shù)】觸摸屏技術(shù)之二：原理分析》的《四線屏寄存器配置》和《五線屏寄存器配置》內(nèi)容可知，stepconfigx為X軸采集時(shí)的通用配置，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備為四線模式時(shí)，開(kāi)啟XPP、XNN形成電場(chǎng)，INP值代表采集引腳為AN2。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備為五線模式時(shí)，開(kāi)啟XPP、YNN、XNN、YPP形成電場(chǎng)，INP_5代表采集引腳為AN4。

代碼清單1.3 X軸ADC配置

路徑：drivers/input/touchscreen/ti_tsc.c

設(shè)置Y軸采集時(shí)的配置如代碼清單1.4所示，stepconfigy為Y軸采集時(shí)的通用配置，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備為四線模式時(shí)，開(kāi)啟YPP、YNN形成電場(chǎng)，INP值沒(méi)有設(shè)置，默認(rèn)使用AN0。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備為五線模式時(shí)，開(kāi)啟XPP、YNN、XNP、YPN形成電場(chǎng)，INP_5代表采集引腳為AN4。

代碼清單1.4 Y軸ADC配置

路徑：drivers/input/touchscreen/ti_tsc.c

處理器完成ADC采集后，需要觸發(fā)一個(gè)中斷，中斷處理函數(shù)的注冊(cè)代碼如代碼清單1.5所示。對(duì)于用戶層來(lái)說(shuō)，最直觀的就是查看此中斷在系統(tǒng)中觸發(fā)幾次，所以此時(shí)的中斷名就是request_irq內(nèi)傳入的中斷名參數(shù)。

代碼清單1.5 中斷函數(shù)設(shè)計(jì)

路徑：drivers/input/touchscreen/ti_tsc.c

最后一點(diǎn)就是對(duì)輸入子系統(tǒng)的封裝，在觸摸屏代碼內(nèi)必不可少的就是input子系統(tǒng)的調(diào)用，代碼如代碼清單1.6所示，input_report即為輸入子系統(tǒng)上報(bào)函數(shù)族，上報(bào)事件包括：按鍵按下、按鍵彈起、絕對(duì)坐標(biāo)、相對(duì)坐標(biāo)等。所以對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最終只要input_report能順利執(zhí)行，那么觸摸信號(hào)就能正常獲取。

代碼清單1.6 輸入子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

路徑：drivers/input/touchscreen/ti_tsc.c

1.4 用戶空間的排查方法

此處整理了電阻屏的問(wèn)題定位方法，如表1.3所示。

表1.3 用戶空間排查方法

接下來(lái)我們結(jié)合一些具體案例來(lái)具體看看如何排查觸摸問(wèn)題。

1.4.1 觸摸沒(méi)反應(yīng)

問(wèn)題：接上觸摸屏沒(méi)反應(yīng)。

分析步驟：

1. 查看dmesg | grep touch，查看系統(tǒng)是否有加載觸摸驅(qū)動(dòng)；此部分有內(nèi)核配置選擇，沒(méi)有信息則定位為驅(qū)動(dòng)異常，查看內(nèi)核配置或初始化函數(shù)。
2. 查看/proc/interrupts文件，看中斷計(jì)數(shù)是否有變化。若點(diǎn)擊屏幕，中斷計(jì)數(shù)沒(méi)變化，根據(jù)之前所說(shuō)的中斷輸入引腳，說(shuō)明此情況下中斷引腳沒(méi)有接到對(duì)應(yīng)引腳上。

1.4.2 觸摸抖動(dòng)

問(wèn)題：使用ts_test查看，發(fā)現(xiàn)光標(biāo)在不停閃爍。

分析思路：通過(guò)cat /proc/interrupts，查看中斷計(jì)數(shù)，若一直有增加，再用hexdump命令查看輸出信息，一般這種不規(guī)則情況，是由于中斷信號(hào)輸入引腳接到錯(cuò)誤位置，例如五線屏的感應(yīng)引腳，接到地之后，相當(dāng)于屏幕一直被按下，所以會(huì)不斷上報(bào)錯(cuò)誤事件。也有可能是感應(yīng)引腳接到不穩(wěn)定的電平，一直產(chǎn)生高低變化的擾動(dòng)，系統(tǒng)把這種高低變化的擾動(dòng)當(dāng)作觸摸屏被按下的信號(hào)。

1.4.3 觸摸不準(zhǔn)

問(wèn)題：使用五線屏?xí)r，四個(gè)邊角總有一個(gè)無(wú)法觸摸得到。

分析思路：ADC模組有一個(gè)輸入的參考電壓，一般接1.8V，但有些意外情況，將其接到GND，相當(dāng)于采集點(diǎn)一直無(wú)法采集到正常數(shù)據(jù)。

1.4.4 觸摸異常

問(wèn)題：使用五線屏?xí)r，數(shù)據(jù)亂跳。

分析思路：由上篇文章“【應(yīng)用技術(shù)】觸摸屏技術(shù)之原理分析”分析可知，五線屏的正常四個(gè)角如圖1.1所示，(H,H)與(L,L)形成對(duì)角分布，在這樣X(jué)、Y軸的電場(chǎng)才能形成相互垂直的分布，但如果出現(xiàn)圖1.2中(H,H)與(L,L)在同一個(gè)方向時(shí)，就無(wú)法形成相互垂直的電場(chǎng)，此時(shí)采集出來(lái)的感應(yīng)點(diǎn)數(shù)據(jù)就是紊亂的。

圖1.1 正常五線屏電極分布

圖1.2 異常五線屏電極分布