用三星公司的嵌入式微處理器S3C44B0X設(shè)計的嵌入式開發(fā)板大多采用1×4按鍵鍵盤,，在移植uClinux到這類開發(fā)板上時,，必須設(shè)計鍵盤驅(qū)動程序。1×4鍵盤驅(qū)動程序通過修改uClinux源代碼中PC鍵盤的驅(qū)動程序得到。

　　根據(jù)實際電路,，對鍵盤的初始化,、鍵盤中斷處理程序進行了處理，用戶可根據(jù)需要決定各鍵的掃描碼,。此驅(qū)動程序利用操作系統(tǒng)計時器解決了鍵盤的抖動問題,。1×4鍵盤驅(qū)動程序可用于其他類似的嵌入式系統(tǒng)。

　　引言

　　三星公司的ARM7系列微處理器得到了廣泛使用,，其中S3C44B0X是制作手持式設(shè)備的良好選擇,。目前以S3C44B0X為核心制作的開發(fā)板大多采用1×4按鍵鍵盤，其電路簡單,，容易實現(xiàn),。在移植uClinux到s3C44B0X開發(fā)板時，必須自己設(shè)計鍵盤的驅(qū)動程序,。1×4按鍵鍵盤的驅(qū)動程序根據(jù)硬件特點,，對源代碼中PC鍵盤驅(qū)動程序進行修改而得到，并在開發(fā)板上成功使用,。

　　1 uClinux鍵盤驅(qū)動程序概述

　　在uClinux操作系統(tǒng)中,，鍵盤驅(qū)動程序與Linux基本相同，其中PC鍵盤驅(qū)動程序比較典型,。鍵盤是一種字符設(shè)備,，可以在目錄/drivers/char 中找到驅(qū)動程序。PC鍵盤的驅(qū)動程序由keyboard.c和pc_keyb.c兩個程序組成,。其中：keyboard.c是鍵盤的高層驅(qū)動,，與硬件不直接相關(guān)；pc_keyb.c是鍵盤的底層驅(qū)動,，與鍵盤硬件直接相關(guān),。

　　PC鍵盤在uClinux中的工作過程如下：

　　在uClinux啟動時初始化鍵盤，相關(guān)函數(shù)是kbd_init,，kbd_init運行時調(diào)用pckbd_init_hw函數(shù)(初始化的一部分),。初始化鍵盤時，對鍵盤上的LED(發(fā)光二極管)也進行初始化,。同時,，因為PC上鼠標與鍵盤都采用PS2接口，所以驅(qū)動程序中還包括鼠標的初始化,。

　　在使用過程中,，鍵盤以中斷形式工作。當按下某個鍵時,，就產(chǎn)生一個中斷,，使CPU進入鍵盤中斷處理程序keyboard_interrupt,。

　　keyboard_interrupt運行后，逐個調(diào)用下列函數(shù)：handle_kbd_event,、handle_keyboard_event,、do_acknowledge、handle_scancode,、pckbd_translate,、put_queue，完成后退出keyboard_interrupt ,。

　　PC鍵盤工作中牽涉的這些函數(shù)都在keyboard.c和pc_kbd.c中，其中pckbd_init_hw,、keyboard_interrupt,、handle_kbd_event、handle_keyboard_event,、do_acknowledge,、pckbd_translate都在pc_keyb.c中。

　　整個鍵盤中斷處理程序完成的工作是,；從鍵盤獲得被按下鍵的掃描碼(scancode),，將其轉(zhuǎn)換成鍵碼(keycode)，再轉(zhuǎn)換成目標碼(多為ASCII碼),，最后將目標碼送人控制臺,。

　　因鍵盤是控制臺的一部分，驅(qū)動程序中還有與控制臺相關(guān)的函數(shù)(如kbd_setkeyeode和kbd_getkeycode),，如果處理不好則會導致控制臺不能運行,。

　　2 按鍵鍵盤驅(qū)動程序設(shè)計原理

　　從PC鍵盤驅(qū)動程序原理分析，按鍵式鍵盤驅(qū)動程序要完成的工作是：

　　a)初始化,。

　　b)按鍵被按下時產(chǎn)生中斷,，啟動中斷控制程序keyboard_interrupt，產(chǎn)生被按下的鍵對應(yīng)的掃描碼,，并轉(zhuǎn)換成鍵碼,、目標碼，送入控制臺,。因控制臺需要掃描碼進行處理(例如kbd_setkeycode),，必須在中斷程序中首先產(chǎn)生掃描碼，不能直接產(chǎn)生鍵碼或目標碼,。

　　根據(jù)上述原理,，只需修改pc_keyb.c程序。不更改keyboard.c,，就可以完成驅(qū)動程序的設(shè)計,。具體方法是：

　　a)根據(jù)按鍵鍵盤具體情況進行初始化,，設(shè)置好鍵盤中斷，去掉鼠標相關(guān)部分,。

　　b)讓鍵盤中斷程序keyboard_interrupt根據(jù)按鍵產(chǎn)生掃描碼,，調(diào)用handle_scancode完成后面的工作。

　　3 S3C44B0X開發(fā)板1×4按鍵鍵盤電路

　　S3C44B0X開發(fā)板采用的1×4鍵盤電路很簡單,，就是將PG4,、PG5、PG6,、PG7引腳各自連到一個按鍵開關(guān),，如圖1所示。

　　圖1 S3C44B0X開發(fā)板1×4按鍵鍵盤電路

　　S3C44B0X的PG4,、PG5,、PG6、PG7這4個引腳可設(shè)置成共用一個中斷口(中斷號21)的4個外部中斷EINT4,、EINT5,、EINT6、EINT7,，可用EXTINTPND寄存器來區(qū)分4個中斷源,。這樣按下任何一個鍵就產(chǎn)生一個中斷信號，就是鍵盤中斷信號,。

　　在uClinux源代碼中已經(jīng)提供了一個S3C44B0X的開發(fā)板——MBA44,，因此可以在字符設(shè)備驅(qū)動程序增加一個mba44_keyb.c(/drivers/char/目錄)，并driver/char/Makefile進行適當修改,，添加mba44_keyb.c的目標程序進入內(nèi)核,。mba44_keyb.c可通過pc_keyb.c直接修改得到，keyboard.c不用修改,。

　　mba44_keyb.c中的鍵盤初始化部分kbd_init_hw函數(shù)中最關(guān)鍵的部分是鍵盤中斷口的初始化,，在這里是irq21?？捎胮ckbd_init_hw進行簡化,，去掉按鍵鍵盤無關(guān)部分得到。

　　鍵盤中斷處理程序也可從PC鍵盤的相關(guān)部分簡化得到,。按鍵鍵盤電路沒有LED,，要去掉LED相關(guān)部分。最關(guān)鍵的部分是獲得每個鍵的掃描碼,，可以用EXTINTPND寄存器區(qū)分4個按鍵,，對每個按鍵提供一個掃描碼(scancode)，并將掃描碼送入handle_scancode函數(shù)處理,。注意在分清4個按鍵后,，要向EXTINTPND寄存器中寫入0xf清零,，還要將中斷懸掛指示寄存器INTPND的相應(yīng)位清零，以免中斷處理程序死循環(huán),。

　　在mba44_keyb.c中注意要有pckbd_translate,、kbd_setkeycode、kbd_getkeycode等幾個函數(shù),，其他函數(shù)(例如do_acknowledge等)都可不要,。

　　在驅(qū)動程序mba44_keyb.c設(shè)計的同時，應(yīng)注意修改相關(guān)的頭文件(例如keyboard.h),。

　　5 按鍵鍵盤去抖動

　　1×4按鍵鍵盤的去抖動采用了一個較簡單的方法,。因為4個按鍵都接著中斷口，所以抖動表現(xiàn)為一次按鍵,、多次中斷,，且?guī)讉€中斷間隔時間很短。去抖動方法就是對短時間內(nèi)(例如1s)的多次鍵盤中斷只對第1次全部處理,，后面的幾次不產(chǎn)生掃描碼，也不調(diào)用handle_scancode,，只簡單地對EXTINTPND寄存器和INTPND寄存器的相應(yīng)位清零后就退出中斷,。

　　程序的實現(xiàn)方法是：定義一個全局變量(unsigned long)，在初始化時賦值為0,；鍵盤中斷產(chǎn)生時首先讀取系統(tǒng)的jiffies值,，與這個全局變量相減，若差值大于HZ(一般為100),，則這個全局變量賦值為剛讀取的jiffies值,，并實現(xiàn)全部中斷程序；若差值小于HZ,，就表示是一次抖動,，如上所述簡單清零后退出中斷。這里jiffies值是系統(tǒng)定時器的時鐘數(shù),，HZ是1s內(nèi)的時鐘數(shù),，在系統(tǒng)中都有定義。

　　6 結(jié)束語

　　S3C44B0X開發(fā)板1×4按鍵鍵盤的uClinux驅(qū)動程序具有普遍性,，其他種類的嵌入式系統(tǒng)也可采用類似的方法,，用類似的驅(qū)動程序使用按鍵鍵盤。此驅(qū)動程序經(jīng)過修改,，可以驅(qū)動更復雜的鍵盤,，例如矩陣式鍵盤等。