嵌入式Linux设备驱动开发之：按键驱动程序实例

11.6按键驱动程序实例

11.6.1按键工作原理

LED和蜂鸣器是最简单的GPIO的应用，都不需要任何外部输入或控制。按键同样使用GPIO接口，但按键本身需要外部的输入，即在驱动程序中要处理外部中断。按键硬件驱动原理图如图11-7所示。在图11-7的4×4矩阵按键（K1~K16）电路中，使用4个输入/输出端口（EINT0、EINT2、EINT11和EINT19）和4个输出端口（KSCAN0~KSCAN3）。

图11.7按键驱动电路原理图

按键驱动电路使用的端口和对应的寄存器如表11-18所示。

表11.18 按键电路的主要端口

因为通常中断端口是比较珍贵且有限的资源，所以在本电路设计中，16个按键复用了4个中断线。那怎么样才能及时而准确地对矩阵按键进行扫描呢？

某个中断的产生表示，与它所对应的矩阵行的4个按键中，至少有一个按键被按住了。因此可以通过查看产生了哪个中断，来确定在矩阵的哪一行中发生了按键操作（按住或释放）。例如，如果产生了外部2号线中断（EINT2变为低电平），则表示K7、K8、K9和K15中至少有一个按键被按住了。这时候4个EINT端口应该通过GPIO配置寄存器被设置为外部中断端口，而且4个KSCAN端口的输出必须为低电平。

在确定按键操作所在行的位置之后，我们还得查看按键操作所在列的位置。此时要使用KSCAN端口组，同时将4个EINT端口配置为通用输入端口（而不是中断端口）。在4个KSCAN端口中，轮流将其中某一个端口的输出置为低电平，其他3个端口的输出置为高电平。这样逐列进行扫描，直到按键所在列的KSCAN端口输出为低电平，此时按键操作所在行的EINT管脚的输入端口的值会变成低电平。例如，在确认产生了外部2号中断之后，进行逐列扫描。若发现在KSCAN1为低电平时（其他端口输出均为高电平），GPF2（EINT2管脚的输入端口）变为低电平，则可以断定按键K8被按住了。

以上的讨论都是在按键的理想状态下进行的，但实际的按键动作会在短时间（几毫秒至几十毫秒）内产生信号抖动。例如，当按键被按下时，其动作就像弹簧的若干次往复运动，将产生几个脉冲信号。一次按键操作将会产生若干次按键中断，从而会产生抖动现象。因此驱动程序中必须要解决去除抖动所产生的毛刺信号的问题。

11.6.2按键驱动程序

首先按键设备相关的数据结构的定义如下所示：

/*butt_drv.h*/

……

typedefstruct_st_key_info_matrix/*按键数据结构*/

{

unsignedcharkey_id;/*按键ID*/

unsignedintirq_no;/*对应的中断号*/

unsignedintirq_gpio_port;/*对应的中断线的输入端口地址*/

unsignedintkscan_gpio_port;/*对应的KSCAN端口地址*/

}st_key_info_matrix;

typedefstruct_st_key_buffer/*按键缓冲数据结构*/

{

unsignedlongjiffy[MAX_KEY_COUNT];/*按键时间,5s以前的铵键作废*/

unsignedcharbuf[MAX_KEY_COUNT];/*按键缓冲区*/

unsignedinthead,tail;/*按键缓冲区头和尾*/

}st_key_buffer;

……