16. 屏幕与触摸

LubanCat-P1板卡支持mipi屏的显示，屏幕适用野火MIPI屏幕，有5.5寸、7寸以及10.1寸MIPI屏幕。

屏幕资料： 野火MIPI屏幕

16.1. 屏幕显示

16.1.1. 连接屏幕

屏幕通过fpc排线连接到板卡，如下图所示：

未找到图片

16.1.2. 初始化屏幕

不同屏幕的初始化序列不同，时序参数也不同，所以要在初始化的时候需要指定屏幕。

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#5.5寸mipi屏幕初始化
sudo /mnt/system/usr/bin/sample_dsi --panel=HX8399_1080P

#7寸mipi屏幕初始化
sudo /mnt/system/usr/bin/sample_dsi --panel=EK79007

#10.1寸mipi屏幕初始化
sudo /mnt/system/usr/bin/sample_dsi --panel=ILI9881C

#加载fb驱动
sudo insmod /mnt/system/ko/soph_fb.ko

16.1.3. 测试屏幕

16.1.3.1. 屏幕自测

算能sg200x修改内部寄存器可以进行屏幕自测，执行以下命令：

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sudo devmem 0x0a088000 32 0xC0
sudo devmem 0x0a088094 32 0x0701000a

效果如下：

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16.1.3.2. 屏幕刷屏

使用framebuffer编写测试程序。

fb_test.c
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#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>  
#include <fcntl.h>  
#include <linux/fb.h>  
#include <sys/mman.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <errno.h>

#define ARGB8888

#define PAUSE()                                                                                                        \
    do {                                                                                                           \
        printf("---------------press Enter key to continue!---------------\n");                                    \
        getchar();                                                                                             \
    } while (0)


#if defined(ARGB8888)	// 32bits
#define RED      0xFFFF0000
#define GREEN    0xFF00FF00
#define BLUE     0xFF0000FF
#define YELLOW   0xFFFFFF00
#define WHITE    0xFFFFFFFF 
#define BLACK    0xFF000000
void fill_color(uint32_t *fb_addr, uint32_t bit_map, int psize)
{
    int i;
    int pix_count = psize / 4;
    for(i=0; i<pix_count; i++) {
        *fb_addr = bit_map;
        fb_addr++;
    }
}
#else	// 16bits
#define RED      0xFC00
#define GREEN    0x83E0
#define BLUE     0x801F
#define YELLOW   0xFFE0
#define WHITE    0xFFFF 
#define BLACK    0x8000
void fill_color(short *fb_addr, short bit_map, int psize)
{
    int i;
    for(i=0; i<psize; i++) {
        *fb_addr = bit_map;
        fb_addr++;
    }
}
#endif

void _fb_get_info(int fp, struct fb_fix_screeninfo *finfo, struct fb_var_screeninfo *vinfo)
{
    long screensize=0;  

    if(ioctl(fp, FBIOGET_FSCREENINFO, finfo)){  
        printf("Error reading fixed information/n");  
        exit(2);  
    }  

    if(ioctl(fp, FBIOGET_VSCREENINFO, vinfo)){  
        printf("Error reading variable information/n");  
        exit(3);  
    }  

    screensize = finfo->line_length * vinfo->yres;

    printf("The ID=%s\n", finfo->id);
    printf("The phy mem = 0x%x, total size = %d(byte)\n", finfo->smem_start, finfo->smem_len);  
    printf("line length = %d(byte)\n", finfo->line_length);  
    printf("xres = %d, yres = %d, bits_per_pixel = %d\n", vinfo->xres, vinfo->yres, vinfo->bits_per_pixel);  
    printf("xresv = %d, yresv = %d\n", vinfo->xres_virtual, vinfo->yres_virtual);  
    printf("vinfo.xoffset = %d, vinfo.yoffset = %d\n", vinfo->xoffset, vinfo->yoffset);  
    printf("vinfo.vmode is :%d\n", vinfo->vmode);  
    printf("finfo.ypanstep is :%d\n", finfo->ypanstep);  
    printf("vinfo.red.offset=0x%x\n", vinfo->red.offset);
    printf("vinfo.red.length=0x%x\n", vinfo->red.length);
    printf("vinfo.green.offset=0x%x\n", vinfo->green.offset);
    printf("vinfo.green.length=0x%x\n", vinfo->green.length);
    printf("vinfo.blue.offset=0x%x\n", vinfo->blue.offset);
    printf("vinfo.blue.length=0x%x\n", vinfo->blue.length);
    printf("vinfo.transp.offset=0x%x\n", vinfo->transp.offset);
    printf("vinfo.transp.length=0x%x\n", vinfo->transp.length);
    printf("Expected screensize = %d(byte), using %d frame\n", screensize, finfo->smem_len/screensize);
}

int main ()   
{  
    int fp=0;  
    struct fb_var_screeninfo vinfo;  
    struct fb_fix_screeninfo finfo;  
    void *fbp = NULL;    
    uint32_t *test_fbp = NULL;
    int x = 0, y = 0;  
    long location = 0;
    int i;
    int num = 1;
    int pix_size=0;

    fp = open("/dev/fb0", O_RDWR);  

    if(fp < 0) {  
        printf("Error : Can not open framebuffer device/n");  
        exit(1);  
    }  

    printf("-- Default fb info --\n");
    _fb_get_info(fp, &finfo, &vinfo);

#if !defined(ARGB8888)
    vinfo.xres = 720;
    vinfo.yres = 1280;
    vinfo.xres_virtual = 720;
    vinfo.yres_virtual = 2560;
    vinfo.bits_per_pixel = 16;
    if(ioctl(fp, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vinfo)){  
        printf("Error putting variable information/n");  
        exit(3);  
    }  

    printf("-- Updated fb info --\n");
    _fb_get_info(fp, &finfo, &vinfo);
#endif

    fbp = mmap(0, finfo.smem_len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fp, 0);
    if (fbp == MAP_FAILED)
    {
        printf ("Error: failed to map framebuffer device to memory.\n");
        exit (4);  
    }
    printf("Get virt mem = %p\n", fbp);  

    pix_size = finfo.line_length * vinfo.yres;
    /* using first frame, for FBIOPAN_DISPLAY
     * 当刷新需要调用FBIOPAN_DISPLAY， 要告知驱动刷哪块帧， 用到下面两个参数
     * 如果使用第二帧buffer -> vinfo.xoffset = 0; vinfo.yoffset = vinfo.yres;
     */
    vinfo.xoffset = 0;
    vinfo.yoffset = 0;

    /* show color loop */
    while(num--) {
        printf("\ndrawing YELLOW......\n");
        vinfo.xoffset = 0;
        vinfo.yoffset = 0;
        fill_color(fbp, YELLOW, pix_size);
        if (ioctl(fp, FBIOPAN_DISPLAY, &vinfo) != 0) {
        	printf("\nPAN_DISPLAY err(%d)\n", errno);
	}
        sleep(1);

        printf("\ndrawing BLUE......\n");
        vinfo.xoffset = 0;
        vinfo.yoffset = 0;
        fill_color(fbp, BLUE, pix_size);
        if (ioctl(fp, FBIOPAN_DISPLAY, &vinfo) != 0) {
        	printf("\nPAN_DISPLAY err(%d)\n", errno);
	}
        sleep(1);
        
        printf("\ndrawing RED......\n");
        vinfo.xoffset = 0;
        vinfo.yoffset = 0;
        fill_color(fbp, RED, pix_size);
        if (ioctl(fp, FBIOPAN_DISPLAY, &vinfo) != 0) {
        	printf("\nPAN_DISPLAY err(%d)\n", errno);
	}
        sleep(1);
	PAUSE();
    }

    munmap(fbp, finfo.smem_len); /*解除映射*/  

    close (fp);
    return 0;
}

编译测试程序

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#板卡本地编译
gcc fb_test.c -o fb_test

#交叉编译
riscv64-unknown-linux-musl-gcc fb_test.c -o fb_test -march=rv64imafdcvxthead -mcmodel=medany -mabi=lp64d

#运行测试
sudo ./fb_test

串口信息如下：

未找到图片

可以看到打印显示设备ID、显存起始地址和大小、屏幕分辨率、虚拟分辨率、显示模式等信息。

屏幕效果：

依次黄、蓝、红依次刷新，按下回车后退出。

未找到图片

16.2. 屏幕调试方法

资料更新中

16.3. 触摸

野火mipi使用的触摸芯片为gt911/gt928，系统启动时会加载gt9xx的驱动，以下是7寸mipi屏幕启动打印的触摸信息。

未找到图片

可从以上信息可知触摸芯片是gt911，i2c的通信地址14，触摸面板的大小1024*600以及工作模式等。

触摸屏属于input输入子系统的设备，会在/dev/input下注册想用的事件， 执行dmesg | grep input 以及 ls -l /dev/input 的确定对应的事件编号

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root@lubancat:/home/cat# ls -l /dev/input
total 0
drwxr-xr-x 2 root root      60 Nov 22 04:57 by-path
crw-rw---- 1 root input 13, 64 Nov 22 04:57 event0
crw-rw---- 1 root input 13, 65 Nov 22 04:57 event1
root@lubancat:/home/cat# dmesg | grep input
[    1.858676] input: sgpio-keys as /devices/platform/sgpio-keys/input/input0
[   21.153372] input: goodix-ts as /devices/virtual/input/input1
root@lubancat:/home/cat#

可知触摸对应的事件为/dev/input/event1。

注意

使用屏幕时，请确认屏幕的连接是正确的，没有接屏幕也会有input的设备产生，但是会没有数据的生成。

16.3.1. 使用evtest测试触摸

在终端上执行evtest命令并选择触摸屏进行测试。

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#执行evtest命令
sudo evtest

No device specified, trying to scan all of /dev/input/event*
Available devices:
/dev/input/event0:      sgpio-keys
/dev/input/event1:      goodix-ts
Select the device event number [0-1]:

  • sgpio-keys为用户按键和pwr按键，对应事件event0

  • goodix-ts为屏幕触摸，对应事件event1

输入数字1，测试屏幕触摸。

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cat@lubancat:~$ sudo evtest
No device specified, trying to scan all of /dev/input/event*
Available devices:
/dev/input/event0:      sgpio-keys
/dev/input/event1:      goodix-ts
Select the device event number [0-1]: 1
Input driver version is 1.0.1
Input device ID: bus 0x18 vendor 0xdead product 0xbeef version 0x28bb
Input device name: "goodix-ts"
Supported events:
Event type 0 (EV_SYN)
Event type 1 (EV_KEY)
        Event code 330 (BTN_TOUCH)
Event type 3 (EV_ABS)
        Event code 48 (ABS_MT_TOUCH_MAJOR)
        Value      0
        Min        0
        Max      255
        Event code 50 (ABS_MT_WIDTH_MAJOR)
        Value      0
        Min        0
        Max      255
        Event code 53 (ABS_MT_POSITION_X)
        Value      0
        Min        0
        Max     1024
        Event code 54 (ABS_MT_POSITION_Y)
        Value      0
        Min        0
        Max      600
        Event code 57 (ABS_MT_TRACKING_ID)
        Value      0
        Min        0
        Max      255
Properties:
Property type 1 (INPUT_PROP_DIRECT)
Testing ... (interrupt to exit)

输入后会把基本的输入信息打印出来，可以根据这些信息，获取触摸屏的基本信息。

点击屏幕，将会有信息打印。

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Property type 1 (INPUT_PROP_DIRECT)
Testing ... (interrupt to exit)
Event: time 1700602231.652645, type 1 (EV_KEY), code 330 (BTN_TOUCH), value 1
Event: time 1700602231.652645, type 3 (EV_ABS), code 53 (ABS_MT_POSITION_X), value 205
Event: time 1700602231.652645, type 3 (EV_ABS), code 54 (ABS_MT_POSITION_Y), value 300
Event: time 1700602231.652645, type 3 (EV_ABS), code 48 (ABS_MT_TOUCH_MAJOR), value 15
Event: time 1700602231.652645, type 3 (EV_ABS), code 50 (ABS_MT_WIDTH_MAJOR), value 15
Event: time 1700602231.652645, type 3 (EV_ABS), code 57 (ABS_MT_TRACKING_ID), value 0
Event: time 1700602231.652645, ++++++++++++++ SYN_MT_REPORT ++++++++++++
Event: time 1700602231.652645, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1700602231.662620, type 3 (EV_ABS), code 53 (ABS_MT_POSITION_X), value 205
Event: time 1700602231.662620, type 3 (EV_ABS), code 54 (ABS_MT_POSITION_Y), value 300
Event: time 1700602231.662620, type 3 (EV_ABS), code 48 (ABS_MT_TOUCH_MAJOR), value 15
Event: time 1700602231.662620, type 3 (EV_ABS), code 50 (ABS_MT_WIDTH_MAJOR), value 15
Event: time 1700602231.662620, type 3 (EV_ABS), code 57 (ABS_MT_TRACKING_ID), value 0
Event: time 1700602231.662620, ++++++++++++++ SYN_MT_REPORT ++++++++++++
Event: time 1700602231.662620, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1700602231.672945, type 1 (EV_KEY), code 330 (BTN_TOUCH), value 0
Event: time 1700602231.672945, -------------- SYN_REPORT ------------

  • 第3行：按键事件（EV_KEY），按钮代码（code 330）代表触摸（BTN_TOUCH），其值（value）为1，表示触摸屏被触摸。

  • 第4行：绝对坐标事件（EV_ABS），代码（code 53）代表触摸点的X轴位置（ABS_MT_POSITION_X），其值为205。

  • 第5行：绝对坐标事件（EV_ABS），代码（code 54）代表触摸点的Y轴位置（ABS_MT_POSITION_Y），其值为300。

  • 第6行：触摸点的主要接触区域（ABS_MT_TOUCH_MAJOR），值为15

  • 第7行：触摸点的主要宽度（ABS_MT_WIDTH_MAJOR），值为15。

  • 第8行：触摸点的追踪ID（ABS_MT_TRACKING_ID），值为0。

  • 第9、10行：第一条是多点触摸报告同步开始，第二条是输入事件同步报告。

  • 第18行：按键事件，按钮代码为触摸（BTN_TOUCH），其值为0，表示触摸屏停止触摸。

16.3.2. 使用libts工具重新校准电容屏

电容屏是不需要重新校准的，读取出来的原始数据就是坐标值了， libts是一种实用的触摸工具，能够用于触摸屏的校准，将触摸位置与屏幕显示位置统一起来。

通过以下命令下载libts-bin工具

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sudo apt install libts-bin

校准前需要初始化屏幕，使用以下命令进行屏幕校准，执行以下两条命令之后，显示屏将会显示需要点击的位置， 依次点击完成后完成屏幕：

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#设置环境变量，/dev/input/event1为实际触摸输入设备对应的事件
export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event1

#进行屏幕校准
sudo ts_calibrate

xres = 1024, yres = 600
Took 8 samples...
Top left : X =  963 Y =  566
Took 10 samples...
Top right : X =   58 Y =  556
Took 10 samples...
Bot right : X =   44 Y =   61
Took 11 samples...
Bot left : X =  959 Y =   62
Took 12 samples...
Center : X =  509 Y =  302
1020.825867 -1.015453 0.018107
606.596680 0.005992 -1.000751
Calibration constants: 66900844 -66548 1186 39753920 392 -65585 65536

生成的校准文件在/etc/pointercal，如果使用qt可指定使用该文件。

执行ts_print命令后触摸触摸屏将会打印出相对应的坐标，如下所示

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#执行命令
sudo ts_print

#触摸触摸屏将打印信息
1721266656.674860:    593    146    255
1721266656.685285:    593    146    255
1721266656.695758:    593    146    255
1721266656.705726:    593    146    255
1721266656.715641:    593    146      0
1721266657.268220:    147    369    255
1721266657.278639:    147    369    255

执行ts_test对触摸屏进行测试，执行命令弹出的界面有3个选项，第一个选项是画点，第二个选项是画线，第三个选项是退出测试。

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#执行命令
sudo ts_test

关于libts工具使用的详细说明可参考以下链接: https://github.com/libts/tslib