11.6 按鍵驅(qū)動(dòng)程序?qū)嵗?br /> 　　11.6.1 按鍵工作原理
　　LED和蜂鳴器是最簡(jiǎn)單的GPIO的應(yīng)用，都不需要任何外部輸入或控制。按鍵同樣使用GPIO接口，但按鍵本身需要外部的輸入，即在驅(qū)動(dòng)程序中要處理外部中斷。按鍵硬件驅(qū)動(dòng)原理圖如圖11-7所示。在圖11-7的4×4矩陣按鍵（K1~K16）電路中，使用4個(gè)輸入/輸出端口（EINT0、EINT2、EINT11和EINT19）和4個(gè)輸出端口（KSCAN0~KSCAN3）。
　　
　　圖11.7 按鍵驅(qū)動(dòng)電路原理圖
　　按鍵驅(qū)動(dòng)電路使用的端口和對(duì)應(yīng)的寄存器如表11-18所示。
　　表11.18 按鍵電路的主要端口
　　管 腳端 口輸入/輸出管 腳端 口輸入/輸出
　　KEYSCAN0GPE11輸出EINT0EINIT0/GPF0輸入/輸出
　　KEYSCAN1GPG6輸出EINT2EINT2/GPF2輸入/輸出
　　KEYSCAN2GPE13輸出EINT11EINT11/GPG3輸入/輸出
　　KEYSCAN3GPG2輸出EINT19EINT19/GPG11輸入/輸出
　　因?yàn)橥ǔＶ袛喽丝谑潜容^珍貴且有限的資源，所以在本電路設(shè)計(jì)中，16個(gè)按鍵復(fù)用了4個(gè)中斷線。那怎么樣才能及時(shí)而準(zhǔn)確地對(duì)矩陣按鍵進(jìn)行掃描呢？
　　某個(gè)中斷的產(chǎn)生表示，與它所對(duì)應(yīng)的矩陣行的4個(gè)按鍵中，至少有一個(gè)按鍵被按住了。因此可以通過查看產(chǎn)生了哪個(gè)中斷，來確定在矩陣的哪一行中發(fā)生了按鍵操作（按住或釋放）。例如，如果產(chǎn)生了外部2號(hào)線中斷（EINT2變?yōu)榈碗娖剑瑒t表示K7、K8、K9和K15中至少有一個(gè)按鍵被按住了。這時(shí)候4個(gè)EINT端口應(yīng)該通過GPIO配置寄存器被設(shè)置為外部中斷端口，而且4個(gè)KSCAN端口的輸出必須為低電平。
　　在確定按鍵操作所在行的位置之后，我們還得查看按鍵操作所在列的位置。此時(shí)要使用KSCAN端口組，同時(shí)將4個(gè)EINT端口配置為通用輸入端口（而不是中斷端口）。在4個(gè)KSCAN端口中，輪流將其中某一個(gè)端口的輸出置為低電平，其他3個(gè)端口的輸出置為高電平。這樣逐列進(jìn)行掃描，直到按鍵所在列的KSCAN端口輸出為低電平，此時(shí)按鍵操作所在行的EINT管腳的輸入端口的值會(huì)變成低電平。例如，在確認(rèn)產(chǎn)生了外部2號(hào)中斷之后，進(jìn)行逐列掃描。若發(fā)現(xiàn)在KSCAN1為低電平時(shí)（其他端口輸出均為高電平），GPF2（EINT2管腳的輸入端口）變?yōu)榈碗娖剑瑒t可以斷定按鍵K8被按住了。
　　以上的討論都是在按鍵的理想狀態(tài)下進(jìn)行的，但實(shí)際的按鍵動(dòng)作會(huì)在短時(shí)間（幾毫秒至幾十毫秒）內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)抖動(dòng)。例如，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，其動(dòng)作就像彈簧的若干次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生幾個(gè)脈沖信號(hào)。一次按鍵操作將會(huì)產(chǎn)生若干次按鍵中斷，從而會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。因此驅(qū)動(dòng)程序中必須要解決去除抖動(dòng)所產(chǎn)生的毛刺信號(hào)的問題。
　　11.6.2 按鍵驅(qū)動(dòng)程序
　　首先按鍵設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義如下所示：
　　/* butt_drv.h */
　　……
　　typedef struct _st_key_info_matrix /* 按鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) */
　　{
　　unsigned char key_id; /* 按鍵ID */
　　unsigned int irq_no; /* 對(duì)應(yīng)的中斷號(hào) */
　　unsigned int irq_gpio_port; /* 對(duì)應(yīng)的中斷線的輸入端口地址*/
　　unsigned int kscan_gpio_port; /* 對(duì)應(yīng)的KSCAN端口地址 */
　　} st_key_info_matrix;
　　typedef struct _st_key_buffer /* 按鍵緩沖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) */
　　{
　　unsigned long jiffy［MAX_KEY_COUNT］; /* 按鍵時(shí)間， 5s以前的銨鍵作廢*/
　　unsigned char buf［MAX_KEY_COUNT］; /* 按鍵緩沖區(qū) */
　　unsigned int head，tail; /* 按鍵緩沖區(qū)頭和尾 */
　　} st_key_buffer;
　　……
　　下面是矩陣按鍵數(shù)組的定義，數(shù)組元素的信息（一個(gè)按鍵信息）按照0行0列，0行1列，…，3行2列，3行3列的順序逐行排列。
　　static st_key_info_matrix key_info_matrix［MAX_COLUMN］［MAX_ROW］ =
　　{
　　{{10， IRQ_EINT0， S3C2410_GPF0， S3C2410_GPE11}， /* 0行0列 */
　　{11， IRQ_EINT0， S3C2410_GPF0， S3C2410_GPG6}，
　　{12， IRQ_EINT0， S3C2410_GPF0， S3C2410_GPE13}，
　　{16， IRQ_EINT0， S3C2410_GPF0， S3C2410_GPG2}}，
　　{{7， IRQ_EINT2， S3C2410_GPF2， S3C2410_GPE11}， /* 1行0列 */
　　{8， IRQ_EINT2， S3C2410_GPF2， S3C2410_GPG6}，
　　{9， IRQ_EINT2， S3C2410_GPF2， S3C2410_GPE13}，
　　{15， IRQ_EINT2， S3C2410_GPF2， S3C2410_GPG2}}，
　　{{4， IRQ_EINT11， S3C2410_GPG3， S3C2410_GPE11}， /* 2行0列 */
　　{5， IRQ_EINT11， S3C2410_GPG3， S3C2410_GPG6}，
　　{6， IRQ_EINT11， S3C2410_GPG3， S3C2410_GPE13}，
　　{14， IRQ_EINT11， S3C2410_GPG3， S3C2410_GPG2}}，
　　{{1， IRQ_EINT19， S3C2410_GPG11， S3C2410_GPE11}， /* 3行0列 */
　　{2， IRQ_EINT19， S3C2410_GPG11， S3C2410_GPG6}，
　　{3， IRQ_EINT19， S3C2410_GPG11， S3C2410_GPE13}，
　　{13， IRQ_EINT19， S3C2410_GPG11， S3C2410_GPG2}}，
　　};
　　下面是與按鍵相關(guān)的端口的初始化函數(shù)。這些函數(shù)已經(jīng)在簡(jiǎn)單的GPIO字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序里被使用過。此外，set_irq_type（）函數(shù)用于設(shè)定中斷線的類型，在本實(shí)例中通過該函數(shù)將4個(gè)中斷線的類型配置為下降沿觸發(fā)式。