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基于嵌入式Linux的矩阵键盘驱动程序研究与开发

太原理工大学 杨斌斌 张雪英 王玉宏?? 2009年04月28日 ?? 收藏0

  另外,键盘又属于输入设备,Linux内核提供了输入子系统,如键盘、触摸屏、鼠标等输入设备都可以利用输入子系统的接口函数来实现设备驱动。输入子系统由核心层(Input Core)、驱动层和事件处理层(EventHandler)三部分组成。在Linux内核中,使用输入子系统实现输入设备驱动的时候,驱动的核心工作是向系统报告按键、触摸屏、鼠标等输入事件。而不再需要关心文件操作接口,因为输入子系统已经完成了文件操作接口。通过输入子系统,实现输入设备驱动时只需要完成以下工作:

  (1)在模块加载函数中告知输入子系统输入设备可以报告的事件。例如,可通过_set_bit(EV_KEY,input_dex,一>evbit)来告知输入子系统该设备可报告按键事件。

  (2)在模块加载函数中注册输入设备。注册函数为:int input_register_device(struct input_dev*dev);

  (3)当有输入事件发生时,如按键按下/抬起、触摸屏被触摸/抬起/移动时,通过input_report_xxx()报告发生的事件及对应的键值、坐标等状态。主要的事件类型包括EV_KEY(按键事件)、EV_REL(相对值,如鼠标移动,报告相对于最后一次位置的偏移)和EV_ABS(绝对值,如触摸屏)。用于报告EV_KEY事件的函数为:void input_report_key(struct input_dev*dev,un—signed int code,int value);

  (4)在模块卸载函数中注销输入设备。注销输入设备的函数为:void input_unregister_device(struct in—put_dev*dev);

  3 矩阵键盘驱动中的数据结构

  首先,定义一个整型数组osk_keymap[]用来定义按键映射表,把20个按键返回的码值映射成内核中标准的键码,这样有利于与上层应用程序的交互。通过KEY(col,row,code)宏定义来实现映射关系,如要把第2行第4列的按键映射为回车键,则通过KEY(3,1,KEY_ENTER)便可实现。其中KEY_ENTER是内核中定义的标准的键码。

  其次,定义矩阵键盘的设备结构体omap_kp,其定义如下:

程序

  4 矩阵键盘驱动程序设计及测试

  首先,实现矩阵键盘驱动的加载和卸载函数,分别通过调用platform_drivet_register()和platform_driV—er_unregister()实现矩阵键盘作为一个平台设备的注册和注销。

  其次,实现矩阵键盘驱动的探测和移除函数。在探测函数中,初始化行数、列数、中断号以及按键映射表。然后分配内存空间和输入设备,初始化omap_kp这个设备结构体和输入设备结构体input_dev,初始化定时器,设置输入设备可以报告的事件类型,并注册输入设备。最后申请中断,申请中断成功后,使能中断。移除函数则完成相反的工作。

  最后,实现矩阵键盘驱动的核心部分,也就是中断部分。众所周知,在Linux的中断处理中分为2部分,分别是顶半部(top half)和底半部(bottom half)。顶半部完成尽可能少的比较紧急的功能,它只是简单地读取寄存器中的中断状态并清除中断标志后就进行“登记中断”的工作。“登记中断”意味着将底半部处理程序挂到该设备的底半部执行队列中去。这样。顶半部执行的速度就会很快,可以服务更多的中断请求。底半部,是实现中断处理的真正部分,它来完成一些延缓的耗时任务,首先通过列扫描法检测各个按键状态有没有变化,若有变化再判断是哪一列哪一行发生变化,按键的行和列确定以后,通过键值映射表来查找其有没有对应的键值;若有则通过input_report_key()向内核报告按键的键值;否则,对应的按键没有定义键值,向内核报告为假按键(Spurious Key)。然后,延时(1/20)Hz再判断按键是否抬起。

  驱动开发完成后,以模块方式加入到内核,并在MiniGui和Qtopia下进行了测试,在Qtopia下测试结果如图2所示,证明矩阵键盘驱动工作正常、有效。

在Qtopia下测试结果

  5 结 语

  在此介绍了基于0MAP5912和嵌入式Linux的一种矩阵键盘驱动的工作原理和开发方案。该驱动以静态方式加入内核后,通过测试证明矩阵键盘驱动工作稳定、高效,在MiniGui和Qtopia的记事本中,都能正确显示正确的键值,基本上实现了其功能,并成功地应用于所开发的嵌入式语音识别系统中。


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嵌入式? 矩阵键盘? OMAP5912?

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