Linux驱动开发-编写FT5X06触摸屏驱动

1. 前言

这篇文章介绍在Linux下如何编写FT5X06系列芯片驱动，完成触摸屏的驱动开发， FT5X06是一个系列，当前使用的具体型号是FT5206，它是一个电容屏的触摸芯片，内置了8位的单片机(8051内核)，完成了坐标换算等很多处理，在通过IIC，SPI方式传递给外部单片机。

所说起触摸屏大家都不会陌生，现在手机、手表、家电、很多地方都支持触摸了。最开始的触摸屏都是电阻屏，在诺基亚时代的时候，使用的触摸屏都是电阻屏，后来Android兴起的时候，手机都向电容屏发展了。电阻屏需要自己去校准，电阻屏的手机上都有这个功能，发现触摸不灵敏之后，打开校准选项，根据屏幕上十字图标指引，按顺序点一下，完成坐标校准，电阻屏的屏幕还是软材质，必须要手指去戳才可以完成控制，而且只能支持单点触控。现在电容屏就很方便了，只需要手指去触摸屏即可完成操作，比电阻屏方便很多，还支持多点触控，当初Android手机刚兴起的时候，大街小巷的体验店，广告都是切水果游戏，切水果这个游戏就充分体验了多点触摸的效果，可以多个手指去切水果，当初这个游戏还是火爆的。

当前文章介绍的FT5206就是一颗电容屏的驱动芯片，最高支持2点触控，可以通过获取两个坐标点，这个系列的芯片最高支持10点触控。

当前使用的屏幕型号是S702，这个屏幕是友善之臂生产的LCD屏，S702这款屏幕采用的触摸芯片就是FT5206，引出了IIC接口，支持笔中断，官方的内核里也提供了例子驱动可以参考。

开发板与触摸芯片的连线示例:

屏幕的实物图详情看下图的介绍：

2. FT5206寄存器介绍

FT5206支持通过IIC和SPI接口与外部主机通信，当前使用的屏幕硬件上只是引出了IIC接口，下面就介绍下IIC接口的时序，设备地址，还有FT5206的寄存器。

IIC传输时序:

读写时序流程:

字段的解释:

下面的截图是介绍FT5206内部的寄存器地址，一些关键的地方我做了翻译：

从图上可以看出，基本上后面的寄存器地址都是重复的功能，只是坐标点不一样了，其中的TOUCH2,TOUCH3…这些都是存放触摸屏的坐标点的值。当前的FT5206只是支持2点触控，所有就只能读取两个寄存器坐标的值。在前面第一个寄存器TD_STATUS里的低4位，存放了当前同时按下的点数量，可以将两个手指按在屏幕上测试读取的值。 这些寄存器里读取的坐标值就是已经转换过后的值，也就是屏幕坐标，不需要再进行二次转换校准，非常方便。

3. 编写触摸屏驱动

Linux下编写标准的触摸屏驱动需要使用到输入子系统，当前文章的重点是读取触摸屏的坐标，所以示例代码里不会加输入子系统的代码，只是在驱动层完成触摸屏笔中断响应，触摸屏的坐标点获取并打印。

驱动代码里涉及的技术点有: IIC子系统、工作队列、内核中断等知识点。

这是开发板LCD屏幕的硬件原理图：

3.1 设备端代码(FT5206)

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <linux/i2c.h>

#define DEVICE_NAME "FT5X06_DEV"

static struct i2c_adapter *iic_adapter;
static struct i2c_client *iic_client;
static struct i2c_board_info  iic_info;

static int __init iic_dev_init(void)
{
	/*1. 根据总线编号获取IIC适配器结构体*/
	iic_adapter=i2c_get_adapter(1);
	/*2. 填充板级信息*/
	iic_info.addr=0x38;
	iic_info.irq=gpio_to_irq(EXYNOS4_GPX1(6));
	strcpy(iic_info.type,DEVICE_NAME);
	
	/*3. 注册IIC设备端*/
	iic_client=i2c_new_device(iic_adapter,&iic_info);
	
    printk("IIC设备端驱动安装成功.\n");
    return 0;
}


static void __exit iic_dev_exit(void)
{
	/*1. 完成设备端注销*/
	i2c_unregister_device(iic_client);
	
    printk("IIC设备端驱动卸载成功.\n");
}

/*驱动的入口:insmod xxx.ko*/
module_init(iic_dev_init);
/*驱动的出口: rmmod xxx.ko*/
module_exit(iic_dev_exit);
/*模块的许可证*/
MODULE_LICENSE("GPL");
/*模块的作者*/
MODULE_AUTHOR("wbyq");

3.2 驱动端代码

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/workqueue.h>

static struct work_struct touch_work;
static struct i2c_client *touch_client;

/*工作函数*/
void tiny4412_touch_work_func(struct work_struct *work)
{
	u8 touch_buff[7];
	u16 x,y;
	/*1. 读取坐标数据*/
	i2c_smbus_read_i2c_block_data(touch_client,0,7,touch_buff);
	/*2. 打印数据*/
	x=(touch_buff[3]&0xF)<<8|touch_buff[4];
	y=(touch_buff[5]&0xF)<<8|touch_buff[6];
	printk("x=%d,y=%d,p=%d\n",x,y,touch_buff[2]&0xF);
}

/*
中断的服务函数
*/
irqreturn_t tiny4412_touch_irq_handler(int irq, void *dev)
{
	/*调度工作: 将工作加入到工作队列*/
	schedule_work(&touch_work);	
	return IRQ_HANDLED;
}

static int iic_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *dev_id)
{
	printk("设备地址:0x%X\n",client->addr);
	printk("设备名称:%s\n",client->name);

	touch_client=client;
		
	/*1. 初始化工作队列*/
	INIT_WORK(&touch_work,tiny4412_touch_work_func);
	
	/*2. 注册中断*/
	request_irq(client->irq,tiny4412_touch_irq_handler,IRQF_TRIGGER_RISING|IRQF_TRIGGER_FALLING,client->name,NULL);

	return 0;
}

static int iic_remove(struct i2c_client *client)
{
	/*1. 注销中断*/
	free_irq(client->irq,NULL);
	
	return 0;
}

static  struct i2c_device_id iic_dev_id[]=
{
	{"FT5X06_DEV",0},
	{}
};

static struct i2c_driver iic_driver=
{
	.probe=iic_probe,
	.remove=iic_remove,
	.driver=
		{
			.name="iic_driver"
		},
	.id_table=iic_dev_id
};

static int __init iic_drv_init(void)
{
	/*1. 注册IIC驱动端*/
	i2c_add_driver(&iic_driver);
    printk("驱动安装成功.\n");
    return 0;
}

static void __exit iic_drv_exit(void)
{
	/*2. 注销IIC驱动端*/
	i2c_del_driver(&iic_driver);
    printk("驱动卸载成功.\n");
}

/*驱动的入口:insmod xxx.ko*/
module_init(iic_drv_init);
/*驱动的出口: rmmod xxx.ko*/
module_exit(iic_drv_exit);
/*模块的许可证*/
MODULE_LICENSE("GPL");
/*模块的作者*/
MODULE_AUTHOR("wbyq");