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電子發燒友網>電子資料下載>嵌入式開發>嵌入式Linux設備按鍵驅動程序實例分析

嵌入式Linux設備按鍵驅動程序實例分析

2017-10-18 | rar | 0.5 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

 11.6 按鍵驅動程序實例
  11.6.1 按鍵工作原理
  LED和蜂鳴器是最簡單的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,即在驅動程序中要處理外部中斷。按鍵硬件驅動原理圖如圖11-7所示。在圖11-7的4×4矩陣按鍵(K1~K16)電路中,使用4個輸入/輸出端口(EINT0、EINT2、EINT11和EINT19)和4個輸出端口(KSCAN0~KSCAN3)。
  嵌入式Linux設備按鍵驅動程序實例分析
  圖11.7 按鍵驅動電路原理圖
  按鍵驅動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
  管 腳端 口輸入/輸出管 腳端 口輸入/輸出
  KEYSCAN0GPE11輸出EINT0EINIT0/GPF0輸入/輸出
  KEYSCAN1GPG6輸出EINT2EINT2/GPF2輸入/輸出
  KEYSCAN2GPE13輸出EINT11EINT11/GPG3輸入/輸出
  KEYSCAN3GPG2輸出EINT19EINT19/GPG11輸入/輸出
  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個按鍵復用了4個中斷線。那怎么樣才能及時而準確地對矩陣按鍵進行掃描呢?
  某個中斷的產生表示,與它所對應的矩陣行的4個按鍵中,至少有一個按鍵被按住了。因此可以通過查看產生了哪個中斷,來確定在矩陣的哪一行中發生了按鍵操作(按住或釋放)。例如,如果產生了外部2號線中斷(EINT2變為低電平),則表示K7、K8、K9和K15中至少有一個按鍵被按住了。這時候4個EINT端口應該通過GPIO配置寄存器被設置為外部中斷端口,而且4個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。此時要使用KSCAN端口組,同時將4個EINT端口配置為通用輸入端口(而不是中斷端口)。在4個KSCAN端口中,輪流將其中某一個端口的輸出置為低電平,其他3個端口的輸出置為高電平。這樣逐列進行掃描,直到按鍵所在列的KSCAN端口輸出為低電平,此時按鍵操作所在行的EINT管腳的輸入端口的值會變成低電平。例如,在確認產生了外部2號中斷之后,進行逐列掃描。若發現在KSCAN1為低電平時(其他端口輸出均為高電平),GPF2(EINT2管腳的輸入端口)變為低電平,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下進行的,但實際的按鍵動作會在短時間(幾毫秒至幾十毫秒)內產生信號抖動。例如,當按鍵被按下時,其動作就像彈簧的若干次往復運動,將產生幾個脈沖信號。一次按鍵操作將會產生若干次按鍵中斷,從而會產生抖動現象。因此驅動程序中必須要解決去除抖動所產生的毛刺信號的問題。
  11.6.2 按鍵驅動程序
  首先按鍵設備相關的數據結構的定義如下所示:
  /* butt_drv.h */
  ……
  typedef struct _st_key_info_matrix /* 按鍵數據結構 */
  {
  unsigned char key_id; /* 按鍵ID */
  unsigned int irq_no; /* 對應的中斷號 */
  unsigned int irq_gpio_port; /* 對應的中斷線的輸入端口地址*/
  unsigned int kscan_gpio_port; /* 對應的KSCAN端口地址 */
  } st_key_info_matrix;
  typedef struct _st_key_buffer /* 按鍵緩沖數據結構 */
  {
  unsigned long jiffy[MAX_KEY_COUNT]; /* 按鍵時間, 5s以前的銨鍵作廢*/
  unsigned char buf[MAX_KEY_COUNT]; /* 按鍵緩沖區 */
  unsigned int head,tail; /* 按鍵緩沖區頭和尾 */
  } st_key_buffer;
  ……
  下面是矩陣按鍵數組的定義,數組元素的信息(一個按鍵信息)按照0行0列,0行1列,…,3行2列,3行3列的順序逐行排列。
  static st_key_info_matrix key_info_matrix[MAX_COLUMN][MAX_ROW] =
  {
  {{10, IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPE11}, /* 0行0列 */
  {11, IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPG6},
  {12, IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPE13},
  {16, IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPG2}},
  {{7, IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPE11}, /* 1行0列 */
  {8, IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPG6},
  {9, IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPE13},
  {15, IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPG2}},
  {{4, IRQ_EINT11, S3C2410_GPG3, S3C2410_GPE11}, /* 2行0列 */
  {5, IRQ_EINT11, S3C2410_GPG3, S3C2410_GPG6},
  {6, IRQ_EINT11, S3C2410_GPG3, S3C2410_GPE13},
  {14, IRQ_EINT11, S3C2410_GPG3, S3C2410_GPG2}},
  {{1, IRQ_EINT19, S3C2410_GPG11, S3C2410_GPE11}, /* 3行0列 */
  {2, IRQ_EINT19, S3C2410_GPG11, S3C2410_GPG6},
  {3, IRQ_EINT19, S3C2410_GPG11, S3C2410_GPE13},
  {13, IRQ_EINT19, S3C2410_GPG11, S3C2410_GPG2}},
  };
  下面是與按鍵相關的端口的初始化函數。這些函數已經在簡單的GPIO字符設備驅動程序里被使用過。此外,set_irq_type()函數用于設定中斷線的類型,在本實例中通過該函數將4個中斷線的類型配置為下降沿觸發式。
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