如何用Linuxc編寫矩陣鍵盤掃描程序

1、如何用Linux c 編寫矩陣鍵盤掃描程序通常，矩陣鍵盤的工作方式有三種，即：程序查詢、定時(shí)查詢和鍵盤中斷掃描。鍵盤工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU工作的忙、閑情況而定。此次矩陣鍵盤的應(yīng)用場合是數(shù)字電橋系統(tǒng)。一者，電橋系統(tǒng)對(duì)按鍵的響應(yīng)速度、準(zhǔn)確性都有較高的要求。二者，按鍵相關(guān)代碼嵌入在linux系統(tǒng)中，linux系統(tǒng)中的其它程序（如LCD顯示）對(duì)CPU的占用量相對(duì)較大，基本排除程序查詢方式的使用。若采用中斷掃描方式在組合按鍵時(shí)有一定的局限性，即不能組合同列的按鍵，否則無法響應(yīng)中斷。相比以上兩種方式，定時(shí)掃描在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣范。l 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層：將底層的硬件輸入轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一事件形式

2、，向輸入核心層（Input Core）匯報(bào)。l 輸入子系統(tǒng)核心：承上啟下。為驅(qū)動(dòng)層提供輸入設(shè)備注冊與操作接口，如：input_register_device;通知事件處理層對(duì)事件進(jìn)行處理；在/Proc下產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)備信息等。l 事件處理層：主要是和用戶空間交互。（Linux中在用戶空間將所有的設(shè)備都當(dāng)做文件來處理，由于在一般的驅(qū)動(dòng)程序中都有提供fops接口，以及在/dev下生成相應(yīng)的設(shè)備文件nod，這些操作在輸入子系統(tǒng)中由事件處理層完成）。l 用戶空間：一般包括C程序?qū)崿F(xiàn)的應(yīng)用程序和Qt程序。從框圖可以看出驅(qū)動(dòng)程序員所要完成的是硬件相關(guān)部分（具體是輸入設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模塊）。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序主要完成鍵

3、盤的掃描，如果有按鍵按下或彈起，則通過input core完成兩件事件：報(bào)告事件 傳遞鍵碼本電路采用6*7矩陣鍵盤，共39個(gè)按鍵。其中行包括KEY_LINE1：6，分別連接GPB5GPB10作為電平輸出引腳。列包括KEY_ROW1：7，分別連接GPG5GPG7，GPG11GPG14作為電平輸入腳，且使用內(nèi)部上拉置高。 系統(tǒng)初始化時(shí)將列設(shè)為輸入，弱上拉；第1行輸出低電平，其余行輸出高電平（假設(shè)掃描順序按標(biāo)號(hào)由低到高）；啟動(dòng)內(nèi)核定時(shí)器。 定時(shí)間隔到，查詢各列輸入電平情況，從而確定第1行上各個(gè)按鍵狀態(tài)與上次掃描時(shí)本行各按鍵狀態(tài)比較。若有按鍵狀態(tài)變化，此時(shí)的按鍵坐標(biāo)為button（line（1），ro

4、w（x），將按鍵鍵碼，狀態(tài)等信息保存，報(bào)告事件到input core層（也可將每次掃描結(jié)果全部匯報(bào)，由應(yīng)用程序決定按鍵狀態(tài)是否改變）。同時(shí)將第2行輸出低電平，其余行輸出高電平。 定時(shí)間隔到，查詢各列輸入電平情況，從而確定第2行上各個(gè)按鍵狀態(tài)與上次掃描時(shí)本行各按鍵狀態(tài)比較。若有按鍵變化，此時(shí)的按鍵坐標(biāo)為button（line（2），row（x），將按鍵鍵碼，狀態(tài)等信息保存，報(bào)告事件到input core層。同時(shí)將第3行輸出低電平，其余行輸出高電平。 如此周期循環(huán)進(jìn)行，即可方便將所有按鍵變化掃描到，并向input core層匯報(bào)，鍵碼轉(zhuǎn)換后供用戶程序調(diào)用。 說明：為什么不在定時(shí)間隔到的時(shí)候一次性將

5、6行都掃描了？ 因?yàn)樵诙〞r(shí)間隔到來時(shí)，按上面方法一次將6行掃描，很可能會(huì)出現(xiàn)硬件不能及時(shí)響應(yīng)指令，而造成掃描不到按鍵變化的現(xiàn)象（特別是在系統(tǒng)時(shí)鐘較高的情況）。比如：第1行掃描完成后，將第2行置高，其余行置低來掃描低二行，這句話就兩條C語言指令：拉低第1行，置高低2行。接下來馬上掃描列的電平，但其實(shí)在上面兩條指令結(jié)束時(shí)，硬件上并不一定完成這兩條指令預(yù)期的動(dòng)作。即第1行線路真的已經(jīng)為0，第2行線路真的為1碼？如果有鍵按著，此時(shí)列的數(shù)據(jù)寄存器里的值已經(jīng)根據(jù)行電平的變化而變化了嗎？其實(shí)這些是難以保證的，按鍵的阻抗，GPIO的阻性、容性都會(huì)滯后電平變化。所以難以保證一次性將所有行掃描完成這種方式的準(zhǔn)確性

6、和穩(wěn)定性。 #include #include #include #include #include int main(int argc, char *argv) int fd = -1; int num; size_t rb; int version; char name20; struct input_event ev; if (fd = open(/dev/event0, O_RDONLY) 0) perror(open error); exit(1); if (ioctl(fd, EVIOCGNAME(sizeof(name)-1), name) 0) perror(getname e

7、rror); exit(1); /printf(name=%sn, name); if (ioctl(fd, EVIOCGVERSION, &version) 0) perror(getversion error); exit(1); /printf(version=0 x%xn, version); while(1) rb = read(fd, &ev, sizeof(struct input_event); if (rb (int)sizeof(struct input_event) perror(read error); exit(1); /printf(read %d eventn,

8、(int)(rb/sizeof(struct input_event); if (EV_KEY=ev.type) if (1 = ev.value) printf(key %d is pressedn, ev.code-58); else printf(key %d is releassedn, ev.code-58); close(fd); return 0; 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述 同時(shí)定義每個(gè)按鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) #define BUTTON_DOWN 1 #define BURRON_UP 0 struct button_desc int num; /按鍵編號(hào)，用來定位按鍵 int code; /按鍵

9、鍵碼，需遵循PS/2鍵碼（input.h中已定義） char status; /按鍵狀態(tài)：BUTTON_DOWN 或 BUTTON_UP ; struct button_desc pre_button38; /按鍵的上一次狀態(tài) struct button_desc curr_button38; /按鍵的當(dāng)前狀態(tài) 定義pre_button38和pre_button38的是為了提到的兩次按鍵比較。若變換則傳遞鍵碼及報(bào)告事件。 報(bào)告事件和鍵碼傳遞 input core層起了承上啟下的作用，有為驅(qū)動(dòng)層提供輸入設(shè)備注冊與操作接口的功能。 用于報(bào)告EV_KEY,EV_REL,EV_ABS事件的函數(shù)分別為：

10、 void input_report_key(struct input_dev *dev,unsigned int code,int value) void input_report_rel(struct input_dev *dev,unsigned int code,int value) void input_report_abs(struct input_dev *dev,unsigned int code,int value) 目前用到的是第一個(gè)函數(shù)，用于向事件層報(bào)告按鍵事件，函數(shù)的第一參數(shù)是值具體的設(shè)備；第二個(gè)參數(shù)指鍵碼；第三個(gè)參數(shù)為按鍵狀態(tài)值，1表示按下，0表示彈起。 例1： in

11、put_report_key(button_dev, KEY_Z, 1); /報(bào)告z鍵按下 例2： input_report_key(button_dev, KEY_SLASH, 1); /報(bào)告shift鍵按下 input_report_key(button_dev, KEY_Z, 1); /報(bào)告z鍵按下 別忘了要讓input core知道什么時(shí)候一次報(bào)告結(jié)束： input_sync(struct input_dev *dev) /輸入同步，用于告訴input core子系統(tǒng)報(bào)告結(jié)束。 在例1，例2最后必須加上input_sync(button_dev)才是一次有效的報(bào)告。 上面講到input

12、_report_key()用來報(bào)告EV_KEY事件，為什么可以這個(gè)EV_KEY甚至具體的一個(gè)鍵碼會(huì)支持呢？ 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)初始化(事件支持)： 用set_bit()告訴input輸入子系統(tǒng)支持哪些事件，哪些按鍵。例如： set_bit(EV_KEY,button_dev.evbit) (其中button_dev是struct input_dev類型) set_bit(KEY_1,button_dev.evbit) struct input_dev中有兩個(gè)成員為： evbit:事件類型（包括EV_RST,EV_REL,EV_MSC,EV_KEY,EV_ABS,EV_REP等） input_sync(s

13、truct input_dev *dev) /輸入同步，用于告訴input core子系統(tǒng)報(bào)告結(jié)束。 在例1，例2最后必須加上input_sync(button_dev)才是一次有效的報(bào)告。 上面講到input_report_key()用來報(bào)告EV_KEY事件，為什么可以這個(gè)EV_KEY甚至具體的一個(gè)鍵碼會(huì)支持呢？ 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)初始化(事件支持)： 用set_bit()告訴input輸入子系統(tǒng)支持哪些事件，哪些按鍵。例如： set_bit(EV_KEY,button_dev.evbit) (其中button_dev是struct input_dev類型) set_bit(KEY_1,button_

14、dev.evbit) struct input_dev中有兩個(gè)成員為： evbit:事件類型（包括EV_RST,EV_REL,EV_MSC,EV_KEY,EV_ABS,EV_REP等） keybit:按鍵類型（當(dāng)事件類型為EV_KEY時(shí)包括KEY_1，KEY_Z，BTN_LEFT keybit:按鍵類型（當(dāng)事件類型為EV_KEY時(shí)包括KEY_1，KEY_Z，BTN_LEFT, BTN_0,BTN_1,BTN_MIDDLE等）。 /#include #include #include #include #include #include #include #include #include #i

15、nclude #include #include #include #include #include #include #include #include #include /*timer*/ #include /*jiffies*/ #include #include #include #include #include mybutton.h #define DEVICE_NAME ET35-Buttons static struct timer_list ScanTimer; struct input_dev *button_dev; static unsigned int line =

16、 0;/當(dāng)前掃描行 /* timer_function */ void timer_function(unsigned long para) unsigned int row,num,value;/*獲取當(dāng)前掃描行*tmp = s3c2410_gpio_getpin(button_io_lineline.pin);if(tmp = 0 x20)/tmp = 0;else if(tmp = 0 x40)tmp = 1;else if(tmp = 0 x80)tmp = 2;else if(tmp = 0 x100)tmp = 3;else if(tmp = 0 x200)tmp = 4;else

17、 if(tmp = 0 x400)tmp = 5; *掃描矩陣鍵盤*/for(row = 0 ; row ZROW_NUM ; row+)value = s3c2410_gpio_getpin(button_io_rowrow.pin);if(value | (0 button_io_rowrow.number) = 0)value = BUTTON_DOWN;/有建按下else value = BUTTON_UP;num = 6*row + line; if(button_infonum.value != value);/有按鍵變化 if(value = BUTTON_UP) button_

18、infonum.value = BUTTON_UP;/鍵彈起elsebutton_infonum.value = BUTTON_DOWN;/鍵按下input_report_key(button_dev, button_infonum.code, button_infonum.value);input_sync(button_dev);/同步事件報(bào)告 s3c2410_gpio_setpin(button_io_lineline.pin,1);/當(dāng)前掃描行置 1if(line = 5)line = 0;s3c2410_gpio_setpin(button_io_lineline.pin,0);elseline +;s3c2410_gpio_setpin(button_io_lineline.pin,0);/下一掃描行置 0mod_timer(&ScanTimer, jiffies + (HZ