基于嵌入式Linux的鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

摘要：提出一種基于嵌入式Linux的矩陣鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)方案，介紹矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)與工作原理。課題以IntelPXA255處理器和嵌入式Linux2.4. 19操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)人機(jī)交互接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)做了深入的研究，針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)基于行列掃描的鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序。
關(guān)鍵詞：矩陣鍵盤(pán)；嵌入式linux；鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序

1 鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)
隨著電子信息技術(shù)飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成的各種設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，嵌入式Linux是一種開(kāi)放源碼、軟實(shí)時(shí)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，是開(kāi)發(fā)嵌入式產(chǎn)品的優(yōu)秀操作系統(tǒng)平臺(tái)，其中鍵盤(pán)是人機(jī)界面中人類(lèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)重要數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)有兩種方法：一種是采用現(xiàn)有的一些芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描；二是用軟件實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描。目前許多芯片可用來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描，但是鍵盤(pán)掃描的軟件實(shí)現(xiàn)方法有助于縮減系統(tǒng)的重復(fù)開(kāi)發(fā)成本，而只需很少的CPU開(kāi)銷(xiāo)。嵌入式控制器的功能很強(qiáng)?？梢猿浞掷眠@一資源。本課題提出的鍵盤(pán)方案是以嵌入式Linux和PXA255為軟硬件平臺(tái)，通過(guò)測(cè)試，表明其具有良好的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

2 矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)與工作原理
本課題采用矩陣鍵盤(pán)，如圖1所示。四根行線四根列線組成4x4矩陣鍵盤(pán)，分別用CPU的4個(gè)GPIO口。當(dāng)有鍵按下，某個(gè)列GPIO口電平被下拉從而產(chǎn)生下降沿，觸發(fā)中斷。其中按鍵行陣列必須提供上拉信號(hào)，列陣列加二極管，防止瞬間電流過(guò)大對(duì)GPIO口造成沖擊。



3 Linux鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介
在Linux中，鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)被劃分成兩層來(lái)實(shí)現(xiàn)。上層是一個(gè)通用鍵盤(pán)抽象層，下層則是硬件處理層，主要對(duì)硬件進(jìn)行直接的操作。鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序上層公共部分在 driver／keyboard．c里。文件中最重要的是內(nèi)核用EXPORT_SYMBOL這個(gè)宏導(dǎo)出的handle_scancode函數(shù)。在這個(gè)文件中還定義了其它的幾個(gè)回調(diào)函數(shù)，它們由鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序中上層公共部分調(diào)用，并且由底層硬件處理函數(shù)實(shí)現(xiàn)。鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序的底層硬件處理部分則根據(jù)不同硬件有不同實(shí)現(xiàn)。