实现了多键齐按和重复按键的嵌入式系统键盘驱动设计

实现了多键齐按和重复按键的嵌入式系统键盘驱动设计1 键盘驱动程序的设计随着电子信息技术飞速发展，嵌入式系统构成的各种设备得到了广泛的应用，嵌入式 Linux是一种开放源码、软实时、多任务的操作系统，是开发嵌入式产品的优秀操作系统平台，其中键盘是人机界面中人类监控计算机重要数据输入设备。

实现键盘有两种方法：一种是采用现有的一些芯片实现键盘扫描;二是用软件实现键盘扫描。

目前许多芯片可用来实现键盘扫描，但是键盘扫描的软件实现方法有助于缩减系统的重复开发成本，而只需很少的 CPU 开销。

嵌入式控制器的功能很强，可以充分利用这一资源。

本课题提出的键盘方案是以嵌入式 Linux和PXA255为软硬件平台，通过测试，表明其具有良好的稳定性和实时性。

2 矩阵式键盘的结构与工作原理本课题采用矩阵键盘，如图 1所示。

四根行线四根列线组成 4 *4矩阵键盘，分别用 CPU 的 4个GPIO口。

当有键按下，某个列 GPI O 口电平被下拉从而产生下降沿，触发中断。

其中按键行阵列必须提供上拉信号，列阵列加二极管，防止瞬间电流过大对 GPI O口造成冲击。

图 1 矩阵键盘原理图。

3 Linux键盘驱动简介在 Linux中，键盘驱动被划分成两层来实现。

上层是一个通用键盘抽象层，下层则是硬件处理层，主要对硬件进行直接的操作。

键盘驱动程序上层公共部分在driver /keyboard 。

c里。

文件中最重要的是内核用 EXPORT _SYM BOL 这个宏导出的 handle_scancode函数。

在这个文件中还定义了其它的几个回调函数，它们由键盘驱动程序中上层公共部分调用，并且由底层硬件处理函数实现。

键盘驱动程序的底层硬件处理部分则根据不同硬件有不同实现。

4 键盘驱动程序的实现 4.1 宏定义 module init和 module exit 通过宏定义 module init和module exit可以看出，驱动程序的入口从 kd_ctrl_init（）开始。

嵌入式系统的多功能智能遥控器设计与实现嵌入式系统的多功能智能遥控器是一种集成多种功能的智能设备，它能够实现对不同电子设备的遥控操作，例如电视机、空调、音响等。

本文将介绍嵌入式系统的多功能智能遥控器的设计与实现过程。

首先，嵌入式系统的多功能智能遥控器的设计需要确定所支持的设备种类以及对应的操作方式。

通过用户调查和市场调研，可以确定要支持的电子设备种类，例如电视机、DVD播放器、机顶盒等。

然后，根据各个设备的遥控操作原理和协议，确定对应的操作方式。

这些操作方式可以包括红外遥控信号发射和接收、蓝牙通信、WIFI通信等，根据不同设备的特点选择合适的通信方式。

其次，在设计多功能智能遥控器的硬件方面，需要选择适当的处理器和外围组件。

处理器是嵌入式系统的核心，可以选择ARM、MIPS等常用的嵌入式处理器，通过其提供的GPIO、串口、SPI等接口与各个设备进行通信。

外围组件可以包括红外发射和接收模块、蓝牙模块、WIFI模块等，根据操作方式的选择，适当添加相应的外围组件。

在软件方面，多功能智能遥控器的操作界面需要友好易用。

可以通过图形用户界面（GUI）设计实现用户对设备的快速操作。

为了方便用户选择设备和操作，可以采用下拉列表、图标等直观的方式呈现。

此外，还可以设置收藏夹、预设场景等功能，让用户可以快速调用自己常用的设备和操作组合。

同时，为了确保智能遥控器的灵活性和可扩展性，还可以提供一个配置界面，允许用户自定义设备和操作方式。

在实现过程中，需要为每个设备编写相应的操作代码。

这些代码可以通过学习设备的红外信号或者通过逆向工程获取。

对于支持蓝牙或者WIFI通信的设备，还需要编写与设备通信的协议栈和驱动程序。

所有的操作代码需要通过嵌入式系统的处理器进行控制和执行。

最后，设计完成后，需要对多功能智能遥控器进行测试和优化。

测试可以包括对各个设备的操作测试、信号传输和接收的测试等。

通过测试，可以发现潜在的问题和改进的空间。

在优化方面，可以对操作界面进行优化，增加一些快捷键等功能，提升用户体验。

嵌入式按键的实现方法因具体的硬件和软件环境而异，但通常涉及以下步骤：1. 硬件连接：将按键连接到嵌入式系统的电路板上。

这可以通过焊接或使用排针和电缆来完成。

通常，按键的一端是连接电源的公共端，另一端连接到电路板上的数字输入引脚。

2. 初始化硬件：在嵌入式系统中配置所需的硬件接口，以便能够读取和处理按键输入。

这可能涉及到设置GPIO（通用输入/输出）引脚的模式（例如，输入或输出），并启用适当的中断或DMA（直接内存访问）通道。

3. 按键识别：嵌入式系统通过检测特定引脚的电平变化来识别按键按下或释放。

这通常涉及使用中断或轮询来检查特定引脚的电压状态。

如果按键按下，该引脚的电压将降低或变为低电平。

4. 按键处理：一旦检测到按键按下，嵌入式系统需要识别按键的位置（按下的是哪一个键）并执行相应的操作。

这可能涉及激活菜单、发送信号到其他设备、记录数据或执行其他与用户交互的任务。

在处理按键后，嵌入式系统通常会重新设置引脚状态以指示按键已被释放。

5. 特殊按键处理：对于特殊按键（如锁定或解锁按钮），嵌入式系统可能需要配置额外的硬件或软件功能来识别和处理这些按键。

例如，可以使用额外的LED灯或传感器来检测特殊按键的状态，或者在软件中实现特定的识别算法。

6. 校准和测试：为了确保按键的正常工作，需要进行适当的校准和测试。

这可能涉及在开发环境中模拟按键按下和释放的测试，以确保系统能够正确识别和处理这些操作。

除了上述基本步骤外，嵌入式按键的实现还可能涉及其他因素，如按键的机械和电气特性、电路板的布局和布线、电源管理、软件优化等。

因此，具体的实现方法可能因嵌入式系统和应用场景而异。

请注意，上述步骤仅提供了一个大致的指导，并不适用于所有嵌入式系统和应用场景。

在实际应用中，可能需要根据具体情况进行调整和优化。

敬请登录网站在线投稿　２０１３年第２期 ２１基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统的键盘驱动设计徐德龙，余瑾（北京邮电大学，北京１００８７６）摘要：为了适应嵌入式设备外设的多样性，本文以特殊矩阵键盘为例，设计了一套完整的驱动控制模块。

硬件电路设计采用外扩３片ＳＮ７４ＨＣ１６４芯片的方式，节省了ＧＰＩＯ引脚的使用，大大提高了利用效率。

同时，在此基础上引出了Ｌｉｎｕｘ内核中ｉｎｐｕｔ子系统的特性和工作机制，呈现了较为完整的输入事件由内核空间传递到用户空间进程的过程。

实验结果表明，设计的驱动模块具有良好的实时性和准确性。

关键词：ＳＮ７４ＨＣ１６４；矩阵键盘；驱动控制模块；Ｌｉｎｕｘ内核；ｉｎｐｕｔ子系统中图分类号：ＴＰ３９ 文献标识码：ＡＫｅｙｂｏａｒｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＬｉｎｕｘＸｕ　Ｄｅｌｏｎｇ，Ｙｕ　Ｊｉｎ（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｂｅｉｊｉｎ　１００８７６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｄａｐｔ　ｔｈｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｄ　ａｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｄｒｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔａｋｅｓ　３ｅｘｐａｎｄｉｎｇ　ＳＮ７４ＨＣ１６４ｃｈｉｐｓ　ｔｏ　ｓａｖｅ　ｔｈｅ　ＧＰＩＯ　ｐｉｎｓ，ａｎｄ　ｉｔ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｉｔ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｉｎｐｕｔｓｕｂｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｌｉｎｕｘ　ｋｅｒｎｅｌ，ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ　ａ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｉｎｐｕｔ　ｅｖｅｎｔｓ　ｆｒｏｍ　ｋｅｒｎｅｌ　ｓｐａｃｅ　ｔｏ　ｕｓｅｒ　ｓｐａｃｅ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｎ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＮ７４ＨＣ１６４；ｍａｔｒｉｘ　ｋｅｙｂｏａｒｄ；ｄｒｉｖｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｕｌｅ；Ｌｉｎｕｘ　ｋｅｒｎｅｌ；ｉｎｐｕｔ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ引　言随着微处理器技术的不断发展和数字化产品的普及，嵌入式系统的研究开发逐渐成为热点，Ｌｉｎｕｘ也以其开源、稳定、可裁剪的优势成为嵌入式操作系统的主流。

一、实验目的1. 理解键盘驱动程序的基本原理和设计流程。

2. 掌握键盘扫描矩阵的原理和实现方法。

3. 学习使用C语言进行键盘扫描驱动程序的开发。

4. 提高嵌入式系统开发能力和实际动手能力。

二、实验环境1. 开发平台：北邮嵌入式实验室提供的STM32开发板。

2. 编译工具：Keil uVision 5。

3. 实验软件：嵌入式Linux操作系统。

三、实验原理键盘扫描矩阵是一种常用的键盘输入方式，它通过行和列的交叉来检测按键的状态。

当按键被按下时，行和列的交叉点会形成一个特定的逻辑地址，该地址对应于键盘上的一个按键。

在嵌入式系统中，键盘驱动程序负责扫描键盘矩阵，识别按键状态，并将按键信息传递给上层应用程序。

本实验中，我们将使用C语言开发键盘驱动程序，实现以下功能：1. 初始化键盘硬件资源。

2. 扫描键盘矩阵，识别按键状态。

3. 将按键信息转换为ASCII码或其他编码格式。

4. 通过中断或轮询方式将按键信息传递给上层应用程序。

四、实验步骤1. 硬件连接将STM32开发板与键盘模块连接，确保键盘模块的行和列引脚正确连接到开发板的GPIO引脚。

2. 编写键盘驱动程序（1）初始化键盘硬件资源在驱动程序中，首先需要初始化键盘硬件资源，包括设置GPIO引脚的模式、上拉/下拉电阻等。

```cvoid keyboard_init(void) {// 设置GPIO引脚模式为输出GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 设置GPIO引脚模式为输入__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);}```（2）扫描键盘矩阵在驱动程序中，编写一个函数用于扫描键盘矩阵，识别按键状态。

嵌入式Linux系统的键盘驱动实现1引言Linux由于其具有内核强大且稳定，易于扩展和裁减，丰富的硬件支持等诸多优点，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。

很多嵌入式Linux系统，特别是一些具有与用户强交互的嵌入式系统，往往需要配备一个特殊键盘，此时开发者需要根据实际情况，为自己的特殊键盘编写驱动程序。

2Linux键盘驱动简介Linux中的大多数驱动程序都采用了层次型的体系结构，键盘驱动程序也不例外。

在Linux中，键盘驱动被划分成两层来实现。

其中，上层是一个通用的键盘抽象层，完成键盘驱动中不依赖于底层具体硬件的一些功能，并且负责为底层提供服务；下层则是硬件处理层，与具体硬件密切相关，主要负责对硬件进行直接操作。

键盘驱动程序的上层公共部分都在driver/keyboard.c中。

该文件中最重要的就是内核用EXPORT_SYMBOL这个宏导出的handle_scancode函数。

handle_scancode 完成的功能是：首先将扫描码转换成键码，接着根据shift,alt等扩展键的按下情况将键码转换成目标码，一般情况下是ASCII码，最后将该ASCII码放到终端设备的缓冲区中，并且调度一个tasklet负责将其在显示器上回显出来。

可以看出，这个函数完成的是键盘驱动程序中最核心的一些工作，而这些核心的逻辑功能是不依赖于底层硬件的，所以可以将其独立出来，并且导出给底层的硬件处理函数调用。

在这个文件中还定义了其它几个回调函数，它们由键盘驱动程序中的上层公共部分调用，并由底层硬件处理函数实现。

比如kbd_init_hw，kbd_translate, kbd_unexpected_up等等。

其中kbd_translate由handle_scancode调用，负责将扫描码转换成键码；键盘驱动程序的底层硬件处理部分则根据不同的硬件有不同的实现。

例如PC平台上标准键盘的底层硬件处理函数都集中在driver/Pc_keyb.c中。

Qt_Embedded环境下嵌⼊式键盘驱动的实现—254— Qt/Embedded 环境下嵌⼊式键盘驱动的实现张萍，徐晶(华中科技⼤学电⼦信息与⼯程系，武汉 430074)摘要：描述了基于嵌⼊式Linux 和Qt/Embedded 的⼿持终端的键盘驱动的设计与实现。

依据嵌⼊式⼿持设备键盘的⼯作特点及其驱动实现难点，采⽤了⼀种将键盘驱动分解成底层驱动模块和上层⽂本输⼊模块的双层设计⽅案，且在实际设备中予以实现。

关键词：嵌⼊式终端；Linux ；Qt/Embedded ；键盘驱动；⽂本输⼊Implementation of Embedded Keyboard Driverin Qt/Embedded EnvironmentZHANG Ping, XU Jing(Electronic and Information Department, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074)【Abstract 】This article discusses the design and implementation of keyboard device driver based on embedded Linux and Qt/Embedded. Based on the working process and keyboard driver characteristics, the article divides the keyboard driver into two modules: bottom device driver module and upper text input module.【Key words 】Embedded device; Linux; Qt/embedded; Keyboard driver; Text input计算机⼯程Computer Engineering 第33卷第11期Vol.33 No.11 2007年6⽉June 2007·开发研究与设计技术·⽂章编号：1000—3428(2007)11—0254—02⽂献标识码：A中图分类号：TP334嵌⼊式系统(Embedded System)⽆疑是当今最热门的概念之⼀。