嵌入式Linux設備驅動(dòng)開(kāi)發(fā)之：按鍵驅動(dòng)程序實(shí)例

11.6按鍵驅動(dòng)程序實(shí)例

11.6.1按鍵工作原理

LED和蜂鳴器是最簡(jiǎn)單的GPIO的應用，都不需要任何外部輸入或控制。按鍵同樣使用GPIO接口，但按鍵本身需要外部的輸入，即在驅動(dòng)程序中要處理外部中斷。按鍵硬件驅動(dòng)原理圖如圖11-7所示。在圖11-7的4×4矩陣按鍵（K1~K16）電路中，使用4個(gè)輸入/輸出端口（EINT0、EINT2、EINT11和EINT19）和4個(gè)輸出端口（KSCAN0~KSCAN3）。

圖11.7按鍵驅動(dòng)電路原理圖

按鍵驅動(dòng)電路使用的端口和對應的寄存器如表11-18所示。

表11.18 按鍵電路的主要端口

因為通常中斷端口是比較珍貴且有限的資源，所以在本電路設計中，16個(gè)按鍵復用了4個(gè)中斷線(xiàn)。那怎么樣才能及時(shí)而準確地對矩陣按鍵進(jìn)行掃描呢？

某個(gè)中斷的產(chǎn)生表示，與它所對應的矩陣行的4個(gè)按鍵中，至少有一個(gè)按鍵被按住了。因此可以通過(guò)查看產(chǎn)生了哪個(gè)中斷，來(lái)確定在矩陣的哪一行中發(fā)生了按鍵操作（按住或釋放）。例如，如果產(chǎn)生了外部2號線(xiàn)中斷（EINT2變?yōu)榈碗娖剑?，則表示K7、K8、K9和K15中至少有一個(gè)按鍵被按住了。這時(shí)候4個(gè)EINT端口應該通過(guò)GPIO配置寄存器被設置為外部中斷端口，而且4個(gè)KSCAN端口的輸出必須為低電平。

在確定按鍵操作所在行的位置之后，我們還得查看按鍵操作所在列的位置。此時(shí)要使用KSCAN端口組，同時(shí)將4個(gè)EINT端口配置為通用輸入端口（而不是中斷端口）。在4個(gè)KSCAN端口中，輪流將其中某一個(gè)端口的輸出置為低電平，其他3個(gè)端口的輸出置為高電平。這樣逐列進(jìn)行掃描，直到按鍵所在列的KSCAN端口輸出為低電平，此時(shí)按鍵操作所在行的EINT管腳的輸入端口的值會(huì )變成低電平。例如，在確認產(chǎn)生了外部2號中斷之后，進(jìn)行逐列掃描。若發(fā)現在KSCAN1為低電平時(shí)（其他端口輸出均為高電平），GPF2（EINT2管腳的輸入端口）變?yōu)榈碗娖?，則可以斷定按鍵K8被按住了。

以上的討論都是在按鍵的理想狀態(tài)下進(jìn)行的，但實(shí)際的按鍵動(dòng)作會(huì )在短時(shí)間（幾毫秒至幾十毫秒）內產(chǎn)生信號抖動(dòng)。例如，當按鍵被按下時(shí)，其動(dòng)作就像彈簧的若干次往復運動(dòng)，將產(chǎn)生幾個(gè)脈沖信號。一次按鍵操作將會(huì )產(chǎn)生若干次按鍵中斷，從而會(huì )產(chǎn)生抖動(dòng)現象。因此驅動(dòng)程序中必須要解決去除抖動(dòng)所產(chǎn)生的毛刺信號的問(wèn)題。

11.6.2按鍵驅動(dòng)程序

首先按鍵設備相關(guān)的數據結構的定義如下所示：

/*butt_drv.h*/

……

typedefstruct_st_key_info_matrix/*按鍵數據結構*/

{

unsignedcharkey_id;/*按鍵ID*/

unsignedintirq_no;/*對應的中斷號*/

unsignedintirq_gpio_port;/*對應的中斷線(xiàn)的輸入端口地址*/

unsignedintkscan_gpio_port;/*對應的KSCAN端口地址*/

}st_key_info_matrix;

typedefstruct_st_key_buffer/*按鍵緩沖數據結構*/

{

unsignedlongjiffy[MAX_KEY_COUNT];/*按鍵時(shí)間,5s以前的銨鍵作廢*/

unsignedcharbuf[MAX_KEY_COUNT];/*按鍵緩沖區*/

unsignedinthead,tail;/*按鍵緩沖區頭和尾*/

}st_key_buffer;

……