Windows CE設(shè)備小巧玲瓏 矩陣鍵盤開發(fā)大有乾坤

1、windows ce設(shè)備小巧玲瓏 矩陣鍵盤開發(fā)大有乾坤移動設(shè)備的應(yīng)用越來越廣，以其體積小、分量輕、便于攜帶等特點(diǎn)而備受青睞。鍵盤是一種最為普遍用法的輸入工具，但嵌入式移動設(shè)備因其體積小的特點(diǎn)打算了它的鍵盤不大可能采納一般pc機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，因而大多數(shù)采納鍵數(shù)相對較少的矩陣鍵盤。利用矩陣鍵盤用戶可以很便利的實現(xiàn)對嵌入式移動設(shè)備舉行相應(yīng)的操作，是極便利的人機(jī)交互設(shè)備。隨著微軟的嵌入式操作系統(tǒng)windows ce的普及，windows ce的矩陣鍵盤開發(fā)得到了越來越多開發(fā)者的重視，本文與大家共享我在開發(fā)矩陣鍵盤的一些總結(jié)。1windows ce驅(qū)動分類windows ce提供了許多用于開發(fā)設(shè)備驅(qū)動的

2、模型，這些驅(qū)動程序模型使得windows ce 能適應(yīng)大部分的內(nèi)部和外圍設(shè)備。因此，在深化探討windows ce矩陣鍵盤驅(qū)動程序之前，先了解在wince平臺上用法的兩種設(shè)備：內(nèi)建設(shè)備和可安裝設(shè)備。因此，從驅(qū)動加載方式來看wince可分為本機(jī)設(shè)備驅(qū)動（built-in driver）、可加載驅(qū)動（loadable driver）。本機(jī)設(shè)備驅(qū)動即native device drivers，wince設(shè)計成可挺直用法內(nèi)建設(shè)備，這些設(shè)備由本機(jī)驅(qū)動過程控制。本機(jī)驅(qū)動程序是與wince的核心組件緊密相連，這些驅(qū)動對應(yīng)的設(shè)備通常在系統(tǒng)啟動時，在gwes的進(jìn)程空間內(nèi)被加載，因此它們不是以自立的dll形式存在

3、。可加載設(shè)備是指可與平臺銜接和分別的第三方接口設(shè)備，可由用戶隨時安裝和卸載這些驅(qū)動，可以在系統(tǒng)啟動時或者和啟動后的任何時候由設(shè)備管理器動態(tài)加載。通常這類驅(qū)動是以dll動態(tài)鏈接庫的形式存在，系統(tǒng)加載后這些驅(qū)動程序是以用戶態(tài)的角色運(yùn)行，這種外圍設(shè)備的驅(qū)動也被稱為流驅(qū)動。兩者的差別在于它們提供的編程接口不同：本地設(shè)備驅(qū)動可以按照詳細(xì)設(shè)備的需求提供本機(jī)的相應(yīng)接口；而流接口驅(qū)動則是提供一組通用接口即流接口函數(shù)，應(yīng)用程序可以通過流接口提供的接口函數(shù)來拜訪外圍設(shè)備。2嵌入式矩陣鍵盤驅(qū)動原理嵌入式設(shè)備上的鍵盤受設(shè)備本身體積影響，鍵盤設(shè)計大多數(shù)采納矩陣形式。支持windows ce系統(tǒng)的cpu有無數(shù)種，不同cp

4、u之間矩陣鍵盤硬件設(shè)計也不盡相同。因此，鍵盤可以根據(jù)自定義布局，并且可以根據(jù)自己的喜好映射按鍵，從而實現(xiàn)按鍵的不同功能，包括按鍵的個數(shù)、布局及按鍵功能的配置。（1）矩陣鍵盤驅(qū)動核心是中斷處理矩陣鍵盤普通是采納中斷方式，因此矩陣鍵盤驅(qū)動首先要在oal層加入中斷源。容易的說，矩陣鍵盤驅(qū)動的主要作用就是實時監(jiān)測外部按鍵中斷，一旦發(fā)覺外部有鍵按下就向內(nèi)核發(fā)送鍵盤消息實現(xiàn)鍵盤輸入功能。這時鍵盤驅(qū)動會創(chuàng)建中斷服務(wù)線程和鍵盤中斷大事，每個按鍵對應(yīng)一個鍵盤中斷大事。因此，矩陣鍵盤驅(qū)動的設(shè)計核心就是鍵盤中斷處理的設(shè)計。（2）中斷服務(wù)例程（isr）矩陣鍵盤作為輸入設(shè)備普通以默認(rèn)的頻率掃描鍵盤，當(dāng)有按鍵被按下時，通

5、過掃描鍵盤并生成相應(yīng)的掃描碼，并通過處理器中的中斷產(chǎn)生器產(chǎn)生一個中斷信號，這時內(nèi)核會進(jìn)入異樣中斷處理程序，由它屏蔽全部中斷，再調(diào)用中斷服務(wù)例程isr得到該中斷的規(guī)律中斷標(biāo)識。然后，中斷服務(wù)例程把得到對應(yīng)的中斷標(biāo)識符報告給系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度進(jìn)程，同時產(chǎn)生鍵盤中斷大事，鍵盤中斷服務(wù)線程響應(yīng)鍵盤中斷大事，開頭掃描矩陣鍵盤。然后，再通過這個中斷信號控制相應(yīng)的程序獵取與之相對應(yīng)的虛擬碼，最后此虛擬碼由上層調(diào)用，實現(xiàn)按下此鍵的相應(yīng)功能。鑒于isr的任務(wù)比較單一，isr通常都要求越短、越快越好。（3）中斷服務(wù)線程（ist）中斷服務(wù)例程以鍵盤中斷的規(guī)律中斷標(biāo)識符形式返回給系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度進(jìn)程，中斷服務(wù)線程則在矩陣鍵盤驅(qū)

6、動中負(fù)責(zé)詳細(xì)中斷處理。因此，矩陣鍵盤驅(qū)動的中斷大事handle hkeyevents要分離對應(yīng)矩陣鍵盤產(chǎn)生的中斷。普通來說，中斷服務(wù)例程較小，并且只做很少的處理工作，中斷服務(wù)線程就必需完成大多數(shù)中斷處理工作，包括響應(yīng)中斷、掃描按鍵位置、發(fā)送鍵盤消息等。例如，在矩陣鍵盤驅(qū)動ist中會先調(diào)用createevent函數(shù)創(chuàng)建大事對象，接著調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)interruptinitialize完成中斷。完成這些初始化工作后，接著調(diào)用 waitformultipleobjects (hkeyevents)函數(shù)進(jìn)入鍵盤大事的等待隊列中。最后，當(dāng)有大事被捕捉后，按照不同的大事類型進(jìn)入不同的鍵盤掃描處理程序。3矩陣

7、鍵盤驅(qū)動程序的設(shè)計和實現(xiàn)（1）矩陣鍵盤驅(qū)動程序模型windows ce的最大益處是具有可定制性，當(dāng)它自帶的驅(qū)動程序不能滿足用戶的要求時，用戶可以自己編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序。windows ce普通可以分為自立驅(qū)動和層次型驅(qū)動兩類。自立驅(qū)動程序是指將驅(qū)動程序編寫成同時包含model device driver（mdd）和platform dependent driver（pdd）的自立驅(qū)動。層次型驅(qū)動是指分為兩層，較上層的mdd和比較下層的pdd。其中mdd實現(xiàn)的是和平臺無關(guān)的功能，它描述了一個通用的驅(qū)動程序框架；而pdd是和硬件以及平臺相關(guān)的代碼組成，mdd調(diào)用pdd中特定的接口來獵取硬件相關(guān)的信

8、息。矩陣鍵盤驅(qū)動普通是層次型的，故驅(qū)動程序由兩個自立的層組成：上層是模型設(shè)備驅(qū)動程序（mdd），映射矩陣鍵盤掃描碼到虛擬鍵的編碼上，產(chǎn)生與虛擬鍵編碼相關(guān)的字符。然后打包鍵盤信息，并將此信息輸入到系統(tǒng)信息隊列中。下層是依靠平臺的驅(qū)動程序（pdd），它將從硬件重新獲得掃描碼。設(shè)備驅(qū)動程序服務(wù)器提供的接口（ddsi）是在pdd中的函數(shù)集實現(xiàn)，并由mdd調(diào)用。因為微軟提供了全部與mdd模塊相關(guān)的源代碼，所以對這部分不用做任何改動，只需將自己的pdd模塊與mdd模塊鏈結(jié)成一個公用庫即可。矩陣鍵盤驅(qū)動ddi函數(shù)是在mdd層實現(xiàn)，由用戶應(yīng)用程序通過gwes子系統(tǒng)調(diào)用。其中ddi函數(shù)有：keybddriver

9、getinfo、keybddriversetmode、keybddriverpowerhandler、keybddriverinitializeex、keybddriverinitstates、keybddrivervkeytounicode、keybddrivermapvirtualkey。而ddsi函數(shù)是在pdd層實現(xiàn)，由mdd層調(diào)用。ddsi函數(shù)有：keybdpdd_powerhandler、keybdpdd_initializedriverex、keybdpdd_geteventex、dllmain。（2）矩陣鍵盤驅(qū)動的接口函數(shù)流接口驅(qū)動程序的主要任務(wù)就是把外設(shè)的用法傳遞給應(yīng)用程序，是

10、通過把設(shè)備表示為文件系統(tǒng)的一個特別文件來實現(xiàn)的，每個流接口的驅(qū)動程序都必需實現(xiàn)一組標(biāo)準(zhǔn)的接口函數(shù)。因為矩陣鍵盤驅(qū)動采納了流驅(qū)動模式設(shè)計，故矩陣鍵盤驅(qū)動用法標(biāo)準(zhǔn)的流驅(qū)動接口函數(shù)，也稱為矩陣鍵盤驅(qū)動的dll接口。但由于矩陣鍵盤作為一種輸入設(shè)備與其他外圍設(shè)備有很大的區(qū)分，應(yīng)用層不能對其發(fā)布指令來操作它。所以，普通流驅(qū)動接口函數(shù)中對設(shè)備舉行操作的接口函數(shù)在矩陣鍵盤驅(qū)動中只是作了保留，并未有實質(zhì)性的功能。其中，矩陣鍵盤接口函數(shù)中比較重要的有pwr_init、pwr_dllentry、keypdpdd_geteventex、keypdpdd_geteventex、scancodetovkeyex等。（3）

11、矩陣鍵盤驅(qū)動加載過程windows ce系統(tǒng)運(yùn)行時會默認(rèn)啟動device.exe進(jìn)程。device.exe負(fù)責(zé)加載全部流驅(qū)動，進(jìn)程對流驅(qū)動的加載是通過注冊表列舉器（regenum.dll）來實現(xiàn)。矩陣鍵盤的資源信息由oem適配層（oal）記錄在注冊表中，regenum.dll是通過掃描注冊表項 hkeylocalmachinedriversbuiltinpwrbutton下的鍵值對矩陣鍵盤舉行初始化的。因此，wince輸入系統(tǒng)（gwes）會在啟動時裝載鍵盤驅(qū)動，輸入系統(tǒng)將從hkey_local_machinehardwaredevicemapkeybddrivername注冊鍵中獵取矩陣鍵盤驅(qū)

12、動動態(tài)鏈接庫（dll）的名字。假如沒有找到入口函數(shù)，系統(tǒng)將用法默認(rèn)名字keybddr.dll，然后加載這個dll文件，并且確認(rèn)所需要的條目指針是否都存在。然后，系統(tǒng)調(diào)用pfn_keybd_driver_initialize 函數(shù)執(zhí)行初始化工作。這時，模型設(shè)備驅(qū)動程序（mdd）會在本地保存復(fù)制的一份輸入系統(tǒng)回調(diào)函數(shù)的副本以及初始化硬件和ist來處理中斷。當(dāng)一個中斷信號來的時候，鍵盤驅(qū)動負(fù)責(zé)把硬件掃描碼轉(zhuǎn)換為虛擬鍵值，然后虛擬鍵值會再發(fā)送給輸入系統(tǒng)。輸入系統(tǒng)從隊列中取出按鍵大事，然后返回到驅(qū)動程序的函數(shù)keybddrivervkeytounicode中。驅(qū)動程序按照分析特定的鍵大事和虛擬鍵的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的字符。最后，輸入系統(tǒng)把虛擬鍵值和字符發(fā)送給合適的程序。例如，在我所用的cayman開發(fā)板中，鍵盤驅(qū)動的動態(tài)鏈接庫名字為keypad.dll，入口點(diǎn)為dllmain，中斷服務(wù)線程（ist）的名字是m_hevinterrupt。這個線程調(diào)用函數(shù)interruptinitialize注冊sysintr_keyboard中斷，然后等待系統(tǒng)發(fā)出sysintr_keyboard信號。系統(tǒng)在收到中斷信號后，中斷處理程序調(diào)用keypdpdd_geteventex函數(shù)來獵取按鍵