一、电阻屏
电阻假设是均匀的,就是长度和阻值成正比关系。电阻长度为 L,阻值为 R,在两端施加 3.3V 电压。在某点测得电阻为 V,求上图中长度 X。
根据欧姆定律:3.3/R = V/Rx,
因为长度和阻值成正比关系,上述公式转换为:3.3∕L = V/X,所以X=LV/3.3。
1.电阻屏原理
电阻屏就是基于欧姆定律制作的,它有上下两层薄膜,这两层薄膜就是两个 电阻,如下图所示:
平时上下两层薄膜无触触,当点击触摸屏时,上下两层薄膜接触:这时就可 以测量触点电压。过程如下:
(1)测量 X 坐标:
在 xp、xm 两端施加 3.3V 电压,yp 和 ym 不施加电压(yp 就相当于探针), 测量 yp 电压值。该电压值就跟 X 坐标成正比关系,假设: X = 3.3*Vyp/Xmax
(2)测量 Y 坐标:
在 yp、ym 两端施加 3.3V 电压,xp 和 xm 不施加电压(xp 就相当于探针), 测量 xp 电压值。该电压值就跟 Y 坐标成正比关系,假设: Y = 3.3*Vxp/Ymax
实际使用时,电阻屏的 Xmax、Ymax 无从得知,所以使用之前要先较准: 依次点击触摸屏的四个角和中心点,推算出 X、Y 坐标的公式: X = func(Vyp) Y = func(Vxp)
2.电阻屏数据
Linux 驱动程序中,会上报触点的 X、Y 数据,注意:这不是 LCD 的坐标值, 需要 APP 再次处理才能转换为 LCD 坐标值。
按下时:
EV_KEY BTN_TOUCH 1 /* 按下 */ EV_ABS ABS_PRESSURE 1 /* 压力值,可以上报,也可以不报,可以是其他压力值 */ EV_ABS ABS_X x_value /* X 坐标 */ EV_ABS ABS_Y y_value /* Y 坐标 */ EV_SYNC 0 0 /* 同步事件 */
松开时:
EV_KEY BTN_TOUCH 0 /* 松开 */ EV_ABS ABS_PRESSURE 0 /* 压力值,可以上报,也可以不报 */ EV_SYNC 0 0 /* 同步事件 */
二、电容屏
1.电容屏原理:
电容屏中有一个控制芯片,它会周期性产生驱动信号,接收电极接收到信号, 并可测量电荷大小。当电容屏被按下时,相当于引入了新的电容,从而影响了接 收电极接收到的电荷大小。主控芯片根据电荷大小即可计算出触点位置。
这类芯片一般是 I2C 接口。 我们只需要编写程序,通过 I2C 读取芯片寄存器即可得到这些数据。
2.电容屏数据
电容屏可以支持多点触摸(Multi touch),驱动程序上报的数据可以通过这两种方法:Type A、Type B,这也对应两种类型的触摸屏:
(1)Type A
该类型的触摸屏不能分辨是哪一个触点,它只是把所有触点的坐标一股脑地 上报,由软件来分辨这些数据分别属于哪一个触点。
但是最主要的缺点就是Type A 已经过时,Linux 内核中都没有 Type A 的源码了。
(2)Type B
该类型的触摸屏能分辨是哪一个触点,上报数据时会先上报触点 ID,再上报它的数据。
当有 2 个触点时(type, code, value):
EV_ABS ABS_MT_SLOT 0 // 这表示“我要上报一个触点信息了”,用来分隔触点信息 EV_ABS ABS_MT_TRACKING_ID 45 // 这个触点的 ID 是 45 EV_ABS ABS_MT_POSITION_X x[0] // 触点 X 坐标 EV_ABS ABS_MT_POSITION_Y y[0] // 触点 Y 坐标 EV_ABS ABS_MT_SLOT 1 // 这表示“我要上报一个触点信息了”,用来分隔触点信息 EV_ABS ABS_MT_TRACKING_ID 46 // 这个触点的 ID 是 46 EV_ABS ABS_MT_POSITION_X x[1] // 触点 X 坐标 EV_ABS ABS_MT_POSITION_Y y[1] // 触点 Y 坐标 EV_SYNC SYN_REPORT 0 // 全部数据上报完毕
当 ID 为 45 的触点正在移动时:
EV_ABS ABS_MT_SLOT 0 // 这表示“我要上报一个触点信息了”,之前上报过 ID,就不用再上报 ID了 EV_ABS ABS_MT_POSITION_X x[0] // 触点 X 坐标 EV_SYNC SYN_REPORT 0 // 全部数据上报完毕
松开 ID 为 45 的触点时(在前面 slot 已经被设置为 0,这里这需要再重新设置 slot,slot 就像一个全局变量一样:如果它没变化的话,就无需再次设置):
// 刚刚设置了 ABS_MT_SLOT 为 0,它对应 ID 为 45,这里设置 ID 为-1 就表示 ID 为 45 的触点被松了 EV_ABS ABS_MT_TRACKING_ID -1 EV_SYNC SYN_REPORT 0 // 全部数据上报完毕
最后,松开 ID 为 46 的触点:
EV_ABS ABS_MT_SLOT 1 // 这表示“我要上报一个触点信息了”,在前面设置过 slot 1 的 ID为 46 EV_ABS ABS_MT_TRACKING_ID -1 // ID 为-1,表示 slot 1 被松开,即 ID 为 46 的触点被松开 EV_SYNC SYN_REPORT // 全部数据上报完毕
3.电容屏的实验数据
假设你的开发板上电容屏对应的设备节点是/dev/input/event0,执行以下命令:
hexdump /dev/input/event0
然后用一个手指点击触摸屏,得到类似以下的数据:
基于电阻屏的程序,也可以用在电容屏上。 使用两个手指点击触摸屏时,得到类似如下的数据:
为了兼容老程序,它也上报了 ABS_X、ABS_Y 数据,但是只上报第 1 个触点 的数据。
三、tslib
tslib是一个触摸屏的开源库,可以使用它来访问触摸屏设备,可以给输入设备添加各种 “ filter”
编译 tslib 后,可以得到 libts 库,还可以得到各种工具:较准工具、测试工具。
1.tslib 框架分析
(1)主要代码:
核心在于“plugins”目录里的“插件”,或称为“module”。这个目录下的每个文件都是一个 module,每个 module 都提供 2 个函数:read、read_mt,前者用于读取单点触摸屏的数据,后者用于读取多点触摸屏的数据。
我们参考 ts_test.c 和 ts_test_mt.c,前者用于一般触摸屏(比如电阻屏、单点电容屏),后者用于多点触摸屏。
调用 ts_open 后,可以打开某个设备节点,构造出一个 tsdev 结构体。然后调 用 ts_config 读取配置文件的处理,假设/etc/ts.conf 内容如下:
module_raw input
module pthres pmin=1
module dejitter delta=100
module linear
每行表示一个“module”或“moduel_raw”。
对于所有的“module”,都会插入 tsdev.list 链表头,也就是 tsdev.list 执行配置文件中最后一个“module”,配置文件中第一个“module”位于链表的尾部。
对于所有的“module_raw”,都会插入 tsdev.list_raw 链表头,一般只有一个“module_raw”。
注意:tsdev.list 中最后一个“module”会指向 ts_dev.list_raw 的头部。
无论是调用 ts_read 还是 ts_read_mt,都是通过 tsdev.list 中的模块来理数据的。这些模块是递归调用的
比如linear模块的read函数。
linear 模块的 read_raw 函数
因为是递归调用,所有最先使用 input 模块读取设备节点得到原始数据,再依次经过 pthres 模块、dejitter 模块、linear 模块处理后,才返回最终数据。
2.交叉编译、测试 tslib
book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21$ make distclean
book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21$ export ARCH=arm book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21$ export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21$ ./configure --host=arm-linux-gnueabihf --prefix=/
book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21$ make
确定工具链中头文件、库文件目录:
// 对于 IMX6ULL,命令如下 book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21/tmp$ cp include/* /home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21/tmp$ cp -d lib/*so* /home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib/ book@100ask:~/source/11_input/02_tslib/tslib-1.21/tmp$ cp include/* -rf /home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin/../lib/gcc/arm-buildroot-linux-gnueabihf/7.5.0/include
3.测试 tslib
把库文件放到单板上:运行程序要用。先在开发板上使用 NFS 挂载 Ubuntu 的目录,再把前面编译出来的 tslib-1.21/tmp/部分文件复制到板子上,示例命令如下:
[root@100ask:/mnt/tslib-1.21/tmp]# cp bin/* /bin [root@100ask:/mnt/tslib-1.21/tmp]# cp lib/*so* -d /lib [root@100ask:/mnt/tslib-1.21/tmp/etc]# cp ts.conf -d /etc/
对于 IMX6ULL,首先需要关闭默认的 qt gui 程序,才可以执行 ts_test_mt 测试命令,关闭 qt 命令如下所示:
mv S99myirhmi2 /root reboot
在单板上执行测试程序:
ts_test_mt
四、自己写一个测试程序
1.接口函数深入分析
用两个手指点击屏幕时
驱动程序使用 slot、tracking_id 来标识一个触点;当 tracking_id 等于 -1 时,标识这个触点被松开了。
触摸屏可能支持多个触点,比如 5 个:tslib 为了简化处理,即使只有 2 个 触点,ts_read_mt 函数也会返回 5 个触点数据,可以根据标志位判断数据是否有效。
ts_read_mt 函数原型:
假设nr设置为1,max_slots设置为5,那么读到的数据保存在:samp[0][0]、 samp[0][1]、samp[0][2]、samp[0][3]、samp[0][4]中。
假设nr设置为2,max_slots设置为5,那么读到的数据保存在:samp[0][0]、 samp[0][1] 、 samp[0][2] 、 samp[0][3] 、 samp[0][4] 和 samp[1][0] 、 samp[1][1]、samp[1][2]、samp[1][3]、samp[1][4]中。
ts_sample_mt 结构体
2.编写代码
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdint.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <string.h> 5 #include <signal.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <sys/types.h> 8 #include <sys/stat.h> 9 #include <fcntl.h> 10 #include <unistd.h> 11 #include <getopt.h> 12 13 #include <linux/input.h> 14 15 #include <sys/ioctl.h> 16 17 #include <tslib.h> 18 19 int distance(struct ts_sample_mt *point1, struct ts_sample_mt *point2) 20 { 21 int x = point1->x - point2->x; 22 int y = point1->y - point2->y; 23 24 return x*x + y*y; 25 } 26 27 int main(int argc, char **argv) 28 { 29 struct tsdev *ts; 30 int i; 31 int ret; 32 struct ts_sample_mt **samp_mt; 33 struct ts_sample_mt **pre_samp_mt; 34 int max_slots; 35 int point_pressed[20]; 36 struct input_absinfo slot; 37 int touch_cnt = 0; 38 39 ts = ts_setup(NULL, 0); 40 if (!ts) 41 { 42 printf("ts_setup err\n"); 43 return -1; 44 } 45 46 if (ioctl(ts_fd(ts), EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &slot) < 0) { 47 perror("ioctl EVIOGABS"); 48 ts_close(ts); 49 return errno; 50 } 51 52 max_slots = slot.maximum + 1 - slot.minimum; 53 54 samp_mt = malloc(sizeof(struct ts_sample_mt *)); 55 if (!samp_mt) { 56 ts_close(ts); 57 return -ENOMEM; 58 } 59 samp_mt[0] = calloc(max_slots, sizeof(struct ts_sample_mt)); 60 if (!samp_mt[0]) { 61 free(samp_mt); 62 ts_close(ts); 63 return -ENOMEM; 64 } 65 66 pre_samp_mt = malloc(sizeof(struct ts_sample_mt *)); 67 if (!pre_samp_mt) { 68 ts_close(ts); 69 return -ENOMEM; 70 } 71 pre_samp_mt[0] = calloc(max_slots, sizeof(struct ts_sample_mt)); 72 if (!pre_samp_mt[0]) { 73 free(pre_samp_mt); 74 ts_close(ts); 75 return -ENOMEM; 76 } 77 78 79 for ( i = 0; i < max_slots; i++) 80 pre_samp_mt[0][i].valid = 0; 81 82 while (1) 83 { 84 ret = ts_read_mt(ts, samp_mt, max_slots, 1); 85 86 if (ret < 0) { 87 printf("ts_read_mt err\n"); 88 ts_close(ts); 89 return -1; 90 } 91 92 for (i = 0; i < max_slots; i++) 93 { 94 if (samp_mt[0][i].valid) 95 { 96 memcpy(&pre_samp_mt[0][i], &samp_mt[0][i], sizeof(struct ts_sample_mt)); 97 } 98 } 99 100 touch_cnt = 0; 101 for (i = 0; i < max_slots; i++) 102 { 103 if (pre_samp_mt[0][i].valid && pre_samp_mt[0][i].tracking_id != -1) 104 point_pressed[touch_cnt++] = i; 105 } 106 107 if (touch_cnt == 2) 108 { 109 printf("distance: %08d\n", distance(&pre_samp_mt[0][point_pressed[0]], &pre_samp_mt[0][point_pressed[1]])); 110 } 111 } 112 113 return 0; 114 }
book@100ask:~/source/11_input/02_tslib$ arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o mt_cal_distance mt_cal_distance.c
root@100ask:~]#/mnt/ 11_tslib/mt_cal_distance
3.测试效果