如何使用FPC转接板

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How to use fpc adapter board 003.jpg

资料获取与后续更新

资料的获取

  http://wiki.100ask.net 是所有资料的入口,在里面可以找到所有的资料。
1.拿到开发板后,首先下载开发板资料,这在百度网盘中。
   地址:http://wiki.100ask.net/download,在里面找到“100ask_imx6ull开发板BSP包”。 
   里面主要是开发板原理图、虚拟机里工具、开发板用户手册。
   开发板用户手册讲的是:怎么搭环境、怎么接串口、怎么烧系统等常规操作。
2. 学习时,先按照网盘的开发板使用手册搭环境,熟悉开发板的常规操作。
   比如万一后面学习过程中你把板子系统破坏了,就可以看开发板用户手册来恢复系统。
3. 我们针对IMX6ULL重新录制了视频,这是一套全新的视频,易于入门。
  这套视频兼容多款板子,支持NXP、TI、瑞芯微、ST等多家主流芯片公司的主打芯片。
  当你搭好环境,知道开发板的常规操作后,就可以按视频来学习了。
  视频可以在线看: https://www.bilibili.com/video/av65976587 
  视频也可以从网盘中下载:http://wiki.100ask.net/download,在里面找到“升级版全系列嵌入式视频第1季之快速入门”。
视频配套文档名为“嵌入式Linux应用开发完全手册第2版_韦东山全系列视频文档全集.pdf”,
  可以在线看: http://book.100ask.net,也可以在这个网址里下载PDF等版本,
  这个文档也会放在网盘中,还会放在GIT中,最新版本请从http://book.100ask.net获得。
4. 视频中写了很多源码,这可以通过GIT来下载:
GIT地址: https://e.coding.net/weidongshan/01_all_series_quickstart.git
GIT的使用方法在视频及它的文档里都有介绍。

后续更新

后续文档、视频等资料的更新,为了确保您的资料是最新状态,请密切关注我们的动态,我们将会通过微信公众号和QQ群公告推送,购买了本产品的客户请添加QQ群(QQ群号咨询淘宝客服,需提供淘宝购买订单号验证加入)或关注微信公众号。

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在100ASK_IMX6ULL板子上支持其他型号的屏幕

很多学员有过STM32的学习经验,他们手上的开发板很多,LCD也很多。
一个LCD还挺贵的,不能浪费。
各家的LCD引脚顺序都不一样,所以别家的LCD不能直接接到100ASK_IMX6ULL开发板,需要转接板。
大部分单片机学员都是使用正点原子、野火的板子,有他们的屏。
针对这两家的rgb屏(不支持MCU屏),我们做了转接板,如下:

How to use fpc adapter board 003.jpg

我们提供的内核、设备树,并不能直接支持其他厂家的LCD,可以联系我们,我们来调试。
下面的文档是示例,教你们怎么自己移植。
如果搞不定,欢迎联系我们,半小时帮您搞定。

移植思路

LCD除了显示之外,它的表面通常还贴有一个触摸屏。
所以我们移植的是2个设备的驱动:LCD、触摸屏。
LCD驱动在内核中已经有了,并且很完善,我们只需要修改设备树就可以:修改时序等LCD参数,修改背光引脚等板子参数。
触摸屏的驱动在内核中一般也有了,各厂家用的触摸屏IC可能不同。需要配置内核把它加进去,同时修改设备树:指定触摸IC的信息(比如I2C地址),指定中断引脚。
如果能拿到这块LCD在别的板子上的内核源码,就可以参数它的LCD参数、触摸IC信息。
再结合你用的开发板,把涉及的GPIO找出来写入设备树。
简单吧?
开工!

移植LCD驱动

注意:100ASK_IMX6ULL不能直接连接其他厂家的屏,需要转接板。
IMX6ULL跟LCD的连接框图如下:

How to use fpc adapter board 004.jpg

IMX6ULL内部有LCD控制器,肯定是厂家对这个LCD控制器最熟悉了,所以他们为了卖芯片,一般都会在内核中做好LCD控制器的驱动程序。
而IMX6ULL可以接各种LCD,这些LCD参数各有不同。LCD控制器的驱动程序会去设备树中获得这些参数,并根据这些参数来设置LCD控制器。
所以,我们要做的事情从理论上讲很简单:根据LCD参数修改设备树。
但是,谁说厂家的驱动就没有BUG,就完美无缺了?
我们要做的事有3项:确定LCD参数,修改设备树,完善驱动。

确定LCD参数

如果还保留有LCD的芯片手册,这是最好的。可惜我碰到的大多学员早已经忘记这些资料在哪了。
野火的屏在板子背后直接写明分辨率是多少,这比较简单直接。
正点原子的屏在背后画有一个表格,如下:

How to use fpc adapter board 005.jpg

上图例子中,M2、M1接地,M0接电源,所以M2M1M0为001;对比表格可知它的分辨率为800x480。
如果是从零开发,我们还需要找到芯片手册确定LCD的详细时序。
我们没有LCD的手册,即使有也懒得看。
直接看厂家的源码不就行了?直接点,直接看它的设备树不就行了?
找到LCD厂家的IMX6ULL内核源码,执行以下命令:
	$ cd  arch/arm/boot/dts/
	$ ls  *imx6ull*.dts
结果如下:

How to use fpc adapter board 006.jpg

可以找到2个设备树文件,我们只关心里面的LCD信息,打开任意一个看看:

How to use fpc adapter board 007.jpg

修改设备树

100ASK_IMX6ULL用的内核版本是4.9.88,版本高一点,但是IMX6ULL设备树的写法完全一样。
设备树文件是arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts,替换下图红框部分:

How to use fpc adapter board 008.jpg

修改好设备树后,就可以编译了。
为方便你们操作,下面贴出编译命令,假设你已经位于我们提供的内核源码目录中:
	$ export  ARCH=arm
	$ export  CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
	$ export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
	$ make  dtbs
新编译好的设备树文件为: arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb 。
怎么更新设备树?请看我们的开发板使用手册。
更新设备树后,重启板子观察效果。

完善驱动

使用新的设备树启动板子后,你会发现一个神奇的现象:LCD有时候有显示,有时候没有,不断地冷启动偶尔会有显示。
如果你经验丰富,可以判断这是复位问题。
为验证是否复位问题,我们可以执行命令手工发出复位信号,先确定LCD复位引脚是哪个GPIO:

How to use fpc adapter board 009.jpg

从上图可以确定LCD的复位引脚用到GPIO3_IO04,那我们可以使用GPIO子系统来验证。
执行某些命令让GPIO输出低电平,再输出高电平,这样就可以复位LCD了。

使用GPIO子系统复位LCD

GPIO3_IO04在GPIO子系统中编号为:(3-1)*32+4=68,它是第68号GPIO。
板子进入Linux后,执行以下命令:
	$ fb-test                                          // LCD上应该显示红绿蓝色块
	$ echo  68 > /sys/class/gpio/export                  // 导出68号GPIO
	$ echo out > /sys/class/gpio/gpio68/direction          // 设置为输出引脚
	$ echo 0 > /sys/class/gpio/gpio68/value              // 让它输出0
	$ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio68/value              // 让它输出1
	$ echo  68 > /sys/class/gpio/unexport               // unexport
你会发现一旦执行上述命令,LCD立刻就有显示了。
所以,LCD驱动不完善,应该加上复位信号。

修改设备树:指定复位引脚

设备树文件为:arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts
如下图修改:

How to use fpc adapter board 010.jpg

把添加的代码写出来:
	reset-gpios = <&gpio3 4 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* 100ask */

修改驱动:复位LCD

LCD驱动程序是哪个?
在Linux内核源码目录下执行命令:
	$ ls drivers/video/fbdev/*.o
	drivers/video/fbdev/built-in.o  drivers/video/fbdev/mx3fb.o  drivers/video/fbdev/mxsfb.o
发现有2个.o文件:mx3fb.o、mxsfb.o。我们是imx6ull,应该是后者。
我们在mxsfb.c中mxsfb_probe函数的后面添加复位代码,如下图修改:

How to use fpc adapter board 011.jpg

把添加的代码写出来(在mxsfb.c中mxsfb_probe函数的后面添加复位代码,):
	/* 100ask */
	printk("100ask, %s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	rst_gpio = of_get_named_gpio(pdev->dev.of_node, "reset-gpios", 0);
	if (gpio_is_valid(rst_gpio)) {
	        ret = gpio_request(rst_gpio, "lcdif_rst");
	        if (ret < 0) {
	                dev_err(&pdev->dev,
	                        "Failed to request GPIO:%d, ERRNO:%d\n",
	                        (s32)rst_gpio, ret);
	        } else {
	                gpio_direction_output(rst_gpio, 0);
	                msleep(2);
	                gpio_direction_output(rst_gpio, 1);
	                dev_info(&pdev->dev,  "Success seset LCDIF\n");
	        }
	}
修改完后,重新编译得到zImage和100ask_imx6ull-14x14.dtb,更新开发板,重启,完美!

移植触摸屏驱动

确定触摸屏型号

还是那句话,如果有触摸屏数据手册,看手册就好了。
如果没有手册,怎么办?
触摸屏的主控芯片一般都是I2C接口的,那么我们可以把屏接到板子上,用i2cdetect检测出I2C设备的地址,根据地址就可以知道它的型号。
注意:100ASK_IMX6ULL不能直接连接其他厂家的屏,需要转接板。
接上屏幕后,启动开发板进入Linux,执行如下命令:

[root@imx6ull:~]# i2cdetect -y 1

命令解析:“-y”表示 Disable interactive mode,简单地说就是“别让我确认了,赶紧执行”;“1”表示I2C总线1(从0开始)。
结果如下:

How to use fpc adapter board 012.jpg

上图中,
“--”表示没有这个地址对应的I2C设备;
“UU”表示这个地址的I2C设备已经有驱动在使用占用它了,那这个I2C设备肯定是存在的;
其他数值表示该地址对应的I2C设备是存在的,并且还没有驱动程序跟它匹配。
根据上图,我们可以知道0x38就是触摸屏设备,为什么!为什么不是0x60?你可以把屏幕取下,再重新执行命令,就可以看到“38”消失了。
根据0x38,我们得找到对应的芯片型号,怎么找?去内核设备树目录里找。
	$ cd arch/arm/boot/dts/
	$ grep "@38" * -nR
可以得到很多结果,比如:

How to use fpc adapter board 013.jpg

地址为0x38的I2C芯片有不少,比如HDMI PHY,还有ft5306、ft5x06。你在百度搜一下“ft5306”,它确实就是触摸屏芯片。所以这款触摸屏的主控芯片就是ft5x06。x表示某些数字,可能有多个型号,我们暂时没不用去细分。

在设备树中指定触摸IC信息

IMX6ULL跟触摸IC的连接图如下:

How to use fpc adapter board 014.jpg

所以,我们要确定的信息是:
a. 它接在哪个I2C控制器上?
b. 它的I2C地址是?
c. 复位引脚使用哪个GPIO?低电平有效还是高电平有效?
d. 中断引脚使用哪个GPIO?低电平有效还是高电平有效?
不知道怎么写?没关系,参考!
a. 对于ft5x06,设备树节点中有哪些内容?
b. 那些内容怎么适配100ASM_IMX6ULL板子?即怎么改成100ASK_IMX6ULL所用的GPIO引脚
前面说过,根据I2C设备的地址0x38,执行如下命令:
	$ cd arch/arm/boot/dts/
	$ grep "@38" * -nR
我们可以得到很多结果,打开跟imx6ull最相近的imx6ul-tx6ul.dtsi,可以看到如下代码:

How to use fpc adapter board 015.jpg

我们把这个结点的内容先复制下来,粘贴到哪里去?
100ASK_IMX6ULL也配有触摸屏,我们用的型号是gt9xx,把这个结点放到gt9xx结点相同位置去就可以了,如下图所示:

How to use fpc adapter board 016.jpg

100ASK_IMX6ULL接标配的LCD时,触摸IC是gt9xx,用的引脚假设是 AAA;
那么同一个底板接上另一块LCD时,虽然触摸IC型号不同,但是它仍然用的是同一个引脚AAA。
所以,新加的节点,其内容可以参考gt9xx节点的内容。
下图就是改好的样子:

How to use fpc adapter board 017.jpg

重新编译设备树,更新到板子上,发现触摸屏还是不能用。
这还得往内核里加驱动。

重新配置内核添加驱动

这设备节点对应哪个驱动啊?它有这个属性:
	compatible = "edt,edt-ft5x06"
在内核drivers/input/touchscreen目录下搜搜"edt,edt-ft5x06":
	$ cd drivers/input/touchscreen/
	$ grep "edt,edt-ft5x06" * -nr
什么都没搜到,再搜“edt-ft5x06”:
	$ grep "edt-ft5x06" * -nr
	edt-ft5x06.c:1071:      { .name = "edt-ft5x06", .driver_data = (long)&edt_ft5x06_data },
	Kconfig:667:      module will be called edt-ft5x06.
	Makefile:31:obj-$(CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06)        += edt-ft5x06.o
显然,驱动程序是edt-ft5x06.c,内核配置项是CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06。
我们需要配置内核,把CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06配置为y。
在内核目录下执行“make menuconfig”,然后搜“CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06”:

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在菜单里找到它,把它配置为y,如下图:

How to use fpc adapter board 019.jpg

重新编译内核zImage,更新到板子上,启动。
发现触摸屏有反应,但是点不准,还得调试。

调试:找出问题

Tslib是触摸屏的库,自带有很多工具:
a. ts_print_raw :打印触摸屏原始数据
b. ts_print :打印经过较准的数据
c. ts_test_mt:测试电容屏,点击触摸屏,同时就会在LCD上显示触点位置。
我们先把系统自带的QT系统去掉,在开发板执行:
	# mv /etc/init.d/S07hmi  /root/
	# reboot
然后设置环境变量,执行ts_test_mt:
	export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event1
	export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf
	export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
	export TSLIB_PLUGINDIR=/usr/lib/ts
	ts_test_mt
可以在LCD屏幕上看到提示,你点击某个位置,正常的话在该位置就会显示一个标号。
我们发现有意思的现象:从左往右点,标号从上边移动到下边;从上往下点,标号从左边移动到右边。
猜测:XY坐标对调了。
再试一下,执行 ts_print_raw,然后从左往右点,现象如下:

How to use fpc adapter board 020.jpg

从左往右点,x坐标应该发生变化,y坐标保持不变;但是从上图看来,这是相反的。
所以,确实是xy坐标对调了。

解决方法

可以从应用层面解决,也可以从驱动层面解决。二选一就好了,不要同时做。

修改/etc/ts.conf

如下图加上xyswap就可以了:

How to use fpc adapter board 021.jpg

修改设备树

有时候我们并不愿意、不能修改应用层的东西,那可以修改设备树:

How to use fpc adapter board 022.jpg

其他情况

100ASK_IMX6ULL标配的屏,带的触摸IC是gt9xx;但是我们发现别家的LCD即使同样使用gt9xx,但是它的xy值是反转的。
什么意思呢?
你从左往右点,正常来说x值是从小变大,但是有些屏是从大变小。
你从上往下点,正常来说y值是从小变大,但是有些屏是从大变小。
这时候,你同样可以修改设备树,或是修改/etc/ts.conf。
怎么修改设备树?
参考内核文档:Documentation/devicetree/bindings/input/touchscreen,该目录下有很多I2C触摸芯片的设备树说明,比如有goodix.txt,对应gt9xx芯片;有edt-ft5x06.txt。
要让x反转,或是y反转,在设备节点中加入这样的属性值就可以:
	touchscreen-inverted-x = <1>;
	touchscreen-inverted-y = <1>;
有时为了测试方便,就是想临时改一下/etc/ts.conf,怎么做?
这个文件本身是有些注释的,可以参考:

How to use fpc adapter board 023.jpg

“x0=1024”的意思就是:x坐标,0表示1024;
“y0=600”的意思是:y坐标,0表示600。

gt9xx芯片固件更新

gt9xx芯片功能强大,可以写入配置信息让它支持不同分辨率的触摸屏。
但是出厂的触摸屏IC一般都已经写好配置信息了,我们不应该让驱动程序去修改这些配置信息。
可以在设备树中加上这一句,禁止驱动去修改配置信息:
	goodix,driver-send-cfg = <0>;
这是我们调试过程中碰到的一个坑。