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嵌入式键盘驱动,广州嵌入式软件公共技术支持中心 梁老师 2007年04月,矩阵式键盘原理,矩阵式键盘一般适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。 如图所示，一个4×4的行、列结构可以构成一个有16个按键的键盘。,矩阵式键盘原理,按键设置在行、列交叉点上，行、列分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到十5 V上。 平时无按键动作时，行线处于高电平状态;而当有健按下时，行线电平状态将由通过此按键的列线电平决定:列线电平如果为低，行线电平为低;列线电平如果为高，则行线电平亦为高。这一点是识别矩阵式键盘是否被按下的关键所在。,矩阵式键盘原理,矩阵键盘按键的识别方法分两步进行: 识别键盘哪一行的键被按下。让所有列线均为低电平，检查各行线电平是否为低。如果有行线为低，则说明该行有键被按下，否则说明无键被按下。 如果某行有键被按下，识别键盘哪一列的键被按下(亦称之为扫描法)。逐列置低电平，并置其余各列为高电平.检查各行线电平的变化。如果行电平变为低电平，则可确定此行此列交叉点处按键被按下。,S3C2410 的I/O 介绍,S3C2410 有117 个复用功能输入输出端口引脚，这些引脚是： PortA(GPA)：32 个输入/输出端口 PortB(GPB)：11 个输入/输出端口 PortC(GPC)：16 个输入/输出端口 PortD(GPD)：16 个输入/输出端口 PortE(GPE)：16 个输入/输出端口 PortF(GPF)：8 个输入/输出端口 PortG(GPG)：16 个输入/输出端口 PortH(GPH)：11 个输入/输出端口,S3C2410 的I/O 介绍,端口控制说明 端口配置寄存器（GPACONGPHCON） 大部分的引脚是复用的，所以必须对于每个引脚要求定义一个功能，端口配置寄存器定义了每个引脚的功能。 端口数据寄存器（GPADATGPHDAT） 如果端口配置成输出端口，数据能够被写到端口数据寄存器的对应位，然后通过管脚输出。如果端口配置成输入端口，能从端口数据寄存器对应的位中读出管脚上的电平 端口上拉寄存器（GPBUPGPHUP） 端口上拉寄存器控制着每个端口组的上拉寄存器的使能或禁止，当对应位为0，这个引脚的上拉寄存器是允许的，当为1 时，上拉寄存器是禁止的。,MIZI提供的S3C2410.H,使用一个32位的数来表示端口的使用情况。 模式 |上拉 |端口 | 端口引脚 MODE | PULLUP | PORT | OFS 不需要自己手动组合，通过宏定义以及SHIFT和MASK组合。见程序,MIZI提供的S3C2410.H,端口的表示 #define PORTA_OFS 0 #define PORTB_OFS 1 #define PORTC_OFS 2 #define PORTD_OFS 3 #define PORTE_OFS 4 #define PORTF_OFS 5 #define PORTG_OFS 6 #define PORTH_OFS 7,MIZI提供的S3C2410.H,端口引脚的表示 #define GPIO_A0 MAKE_GPIO_NUM(PORTA_OFS, 0) #define GPIO_A1 MAKE_GPIO_NUM(PORTA_OFS, 1) #define GPIO_A2 MAKE_GPIO_NUM(PORTA_OFS, 2) #define GPIO_A3 MAKE_GPIO_NUM(PORTA_OFS, 3) 。 #define MAKE_GPIO_NUM(p, o) (p GPIO_PORT_SHIFTT) | (o GPIO_OFS_SHIFT),MIZI提供的S3C2410.H,set_gpio_ctrl(x) 功能：配置端口引脚的功能，设置IO口控制寄存器和上拉寄存器 用法：set_gpio_ctrl(模式|上拉?|IO脚) 模式|是否上拉|IO脚，在S3C2410.h中都有其定义好的名字。 set_gpio_ctrl(GPIO_E11 | GPIO_PULLUP_DIS |GPIO_MODE_OUT);,MIZI提供的S3C2410.H,write_gpio_bit(x, v) 功能：把端口 对应的端口数据寄存器x位设置为v write_gpio_bit(GPIO_E11, 0); read_gpio_bit(x) 功能：把端口数据寄存器x位的状态 读入，函数返回值既是其状态 read_gpio_bit(GPIO_G11);,MIZI提供的S3C2410.H,write_gpio_reg(x, v) 功能：把端口数据寄存器x 设置为v read_gpio_reg(x) 功能：读取端口数据寄存器x，函数返回值既是其数据,键盘的硬件实现,键盘的硬件实现,4X4 矩阵键盘 四个输入引脚： EINT0 -( GPF0 )-INPUT EINT2 -( GPF2 )-INPUT EINT11-( GPG3 )-INPUT EINT19-( GPG11 )-INPUT 四个输出引脚： KEYSCAN0-( GPE11 )-OUTPUT KEYSCAN1-( GPG6 )-OUTPUT KEYSCAN2-( GPE13 )-OUTPUT KEYSCAN3-( GPG2 )-OUTPUT,键盘的驱动实现,引入结构体key_info对按键进行描述 static struct key_info int irq_no; /外部中断号 unsigned int gpio_port; /输入端口，EINT unsigned int gpio_port_kscan; /输出端口，OUTPUT int key_no; /按键序号，或者名字 key_info_tab16 = ,键盘初始化程序,static int _init matrix4_buttons_init(void) 注册字符设备 register_chrdev(); 初始化按键对应的输出端口 buttons_io_port_init(); 采用中断机制，注册中断号 request_irqs(); ,键盘初始化程序,/* 初始化kscan口为输出0 */ static void buttons_io_port_init(void) int i; for(i=0; i sizeof kscan / sizeof kscan1; i+) set_gpio_ctrl(kscani | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_MODE_OUT); write_gpio_bit(kscani, 0); ,请求注册中断,static int request_irqs(void) for (i = 0; i 使用中断个数; i+) 设置与外部中断号相对应的GPIO端口以及模式 请求中断号，并注册中断响应函数。 ,键盘驱动的卸载函数,static void _exit matrix4_buttons_exit(void) 释放中断 free_irqs(); 注销字符设备unregister_chrdev(); ,按键中断处理 buttons_irq,static void buttons_irq(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *reg) 设置GPIO为输入状态 键盘扫描 唤醒按键等待队列的进程 重新设置GPIO为输出 重新设置中断 ,通过延时去键盘抖动,理想的情况下，当按键被按下时，I/O口电平被拉低，即逻辑0，当按键松开时，为逻辑1。 但实际机械的触点动作与微处理器快速的执行速度不匹配，导致开关被按下或松开时产生抖动，如同弹簧一样，不能立刻产生稳定的0或1。 常用的去抖动方法有硬件和软件两种，硬件可采用单稳态触发起、高通滤波器等硬件实现，但该方法一般要对每一路输入添加特殊的硬件，比较复杂。软件去抖动则简单多了，可通过增加延时和判断来解决。,matrix4_buttons_fops,由于按键不具有I/O功能，它只会在按下的时候产生中断，所以这里不需要实现open，read，write，ioctl等功能。 为了测试驱动，可以添加这些函数。,让我们一起努力！,