Linux文本模式下觸摸屏的驅動設計及校準

(北京明航科技發展有限公司 湖南分公司，長沙 410205)

引 言

本文是在Linux文本模式下對電阻式觸摸屏進行校準。Linux系統是一套開源的操作系統，可以根據實際需要進行裁剪、移植，而且可以非常方便地在Linux系統上開發擴展設備的驅動。

1 觸摸屏工作原理

首先簡單介紹一下觸摸屏的工作原理，用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統根據手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發來的命令并加以執行。

電阻式觸摸屏其實就是一種傳感器，這種屏幕可以用四線、五線、七線或八線來產生屏幕偏置電壓，同時讀回觸摸點的電壓，電壓值和位置信息成正比。這里以四線為例進行說明，當在觸摸屏上按下觸筆時，觸摸屏的4個引腳會產生不同的電壓值，這樣觸摸屏控制器就能檢測到這種變化，從而產生INT_TC中斷，表示觸筆按下。然后在得到CPU指示的情況下，通過A/D轉換，觸摸屏控制器可以根據4個引腳上的位置得到不同電壓值，這就是觸摸屏的工作原理。

2 觸摸屏驅動

觸摸屏的類型有電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、表面聲波觸摸屏、紅外觸摸屏等。可以在網上下載Linux內核源碼，在Linux源碼中有各種觸摸屏的驅動，根據觸摸屏的類型選取適合的觸摸屏驅動。在硬件連接正常的情況下，如果觸摸屏在圖形模式下點擊沒有反應，則需要根據實際情況對觸摸屏的驅動進行修改。本文就USB接口的電阻式觸摸屏進行介紹。

在Linux源碼中driverinput ouchscreen，提供了各種類型的觸摸屏驅動，選取合適的驅動進行修改。觸摸屏的驅動和其他外設驅動的架構類似，包括設備初始化、設備打開、設備關閉、中斷處理等。本文以usbtouchscreen.c為例，對需要改動的部分進行說明。

static struct usb_device_id usbtouch_devices[] = {

#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_USB_EGALAX

/* ignore the HID capable devices, handled by usbhid */

{USB_DEVICE_HID_CLASS(0x0eef, 0x0001), .driver_info = DEVTYPE_IGNORE},

{USB_DEVICE_HID_CLASS(0x0eef, 0x0002), .driver_info = DEVTYPE_IGNORE},

/* normal device IDs */

{USB_DEVICE(0x3823, 0x0001), .driver_info = DEVTYPE_EGALAX},

{USB_DEVICE(0x3823, 0x0002), .driver_info = DEVTYPE_EGALAX},

{USB_DEVICE(0x0123, 0x0001), .driver_info = DEVTYPE_EGALAX},

....

上文中的0x0123, 0x0001分別為廠商號和設備號，這兩個一般作為設備的標識符。先確定自身的觸摸屏的廠商號和設備號，然后將觸摸屏信息添加進去。driver_info 包含驅動信息，其類型為usbtouch_device_info。以DEVTYPE_EGALAX為例：

static struct usbtouch_device_info usbtouch_dev_info[] = {

#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_USB_EGALAX

[DEVTYPE_EGALAX] = {

.min_xc= 0x0, //X軸最小坐標

.max_xc= 0x07ff, //X軸最大坐標

.min_yc= 0x0, //Y軸最小坐標

.max_yc= 0x07ff, //Y軸最大坐標

.rept_size= 16, /位數

.process_pkt = usbtouch_process_multi,

//用于中斷回調函數，用于上傳數據

.get_pkt_len = egalax_get_pkt_len,

.read_data = egalax_read_data,

//用于中斷回調函數，用于讀取數據

},

#endif

上文中X、Y軸的最大坐標為0x07ff，這與rept_size = 16相關，16表示觸摸屏的轉換位數，16位的最大轉換值為0x07ff。

程序修改完成后，在命令行make menuconfig中通過Device Drivers→Input device support→Touchscreens→USB Touchscreen Driver選取需要的touchscreen類型。內核配置完成后，對內核進行重新編譯，編譯完成后重啟加載觸摸屏驅動。

3 觸摸屏校準

觸摸屏驅動加載完成后還需要對觸摸屏進行校準，根據電阻式觸摸屏的工作原理可知電壓和坐標位置成正比，將電壓值通過A/D轉換器進行轉換，從而計算出觸摸屏的X軸和Y軸坐標的數值，而校準就是去計算(0, 0)坐標點的電壓值轉換值是多少。

在圖形模式下進行觸摸屏校準比較方便。觸摸屏廠家一般都會提供圖形模式下的校準程序，只需要執行命令文件即可。在Windows系統下進行校準后，將校準數據保存，當切換到Linux圖形系統后，觸摸屏一般不需要再次校準，對觸摸屏進行操作時，將會調用Windows系統保存的校準數據，從而實現觸摸屏的校準。

文本模式下調用觸摸屏時，由于文本界面和圖形界面的差異，圖形界面下觸摸屏的校準數據不能實現文本模式下的觸摸屏校準。下面就文本模式下的觸摸屏校準進行詳細說明。

觸摸屏的校準一般采用的是5點校準法，進入校準界面后，根據提示觸摸出現的校準點，完成后，校準程序將得到的校準數據保存到存儲設備中，校準以后，在使用觸摸屏時，將此數據為基準進行校準。

本文通過tslib軟件對觸摸屏設備進行校準，tslib是電阻式觸摸屏用于校準的一個軟件庫，是一個開源的程序，能夠為觸摸屏驅動獲得的采樣提供諸如濾波、去抖、校準等功能，通常作為觸摸屏驅動的適配層，為上層的應用提供了一個統一的接口。在Linux系統下觸摸屏進行校準的步驟為：

首先將USB觸摸設備接入系統中，在系統中查看該USB觸摸屏的設備號，即通過cat /proc/bus/input/devices獲取環境變量中觸摸屏的event值。

根據獲取的event值，修改/etc/profile，具體修改如下：

export TSLIB_ROOT=/usr/local/bin

export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/eventX

export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal

export TSLIB_CONFFILE=$TSLIB_ROOT/etc/ts.conf

export TSLIB_PLUGINDIR=$TSLIB_ROOT/lib/ts

export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0

export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$TSLIB_ROOT/lib

修改tslib/tests/ts_calibrate中的/dev/input/eventX，和環境變量中觸摸屏的event值相匹配。修改tslib/etc/ts.conf,將# module_raw input前的“#”以及module_raw input前的空格去掉。

運行tslib中的./run.sh后，在config.h中添加#define USE_INPUT_API 1。

運行make;make install。

在/usr/local/bin/bin中運行./ts_calibrate即可看到校準界面；校準后將校準數據保存，通過以上步驟可以實現tslib在Linux文本模式下的觸摸屏校準。

結 語

[1] 王建，宋永昌.觸摸屏實用技術(三菱)[M].北京：機械工業出版社,2012.

[2] 科波特.LINUX設備驅動程序(第3版)[M]. 魏永明，耿岳，鐘書毅，等譯.北京：中國電力出版社,2009.