英創(chuàng)信息技術(shù)在英創(chuàng)Linux主板上用GPIO實(shí)現(xiàn)矩陣鍵盤簡介

英創(chuàng)公司的Linux主板對于矩陣鍵盤的支持有多種方案可以實(shí)現(xiàn)，我們在以前推出過使用i2c擴(kuò)展的方案，具體情況可以參考ETA202模塊的資料：《ETA202 I2C鍵盤擴(kuò)展模塊使用手冊》，這種方案的好處是只需要使用I2C總線的兩條信號線SCL和SDA，可以節(jié)約主板上的GPIO資源。ESMARC系列主板都擁有32位GPIO資源，為了更好利用硬件資源，英創(chuàng)公司推出了GPIO接矩陣鍵盤的方案，在IO資源滿足需求的情況下，可以使用這套方案，優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約硬件擴(kuò)展的成本，并且軟件上使用Linux標(biāo)準(zhǔn)的input設(shè)備接口就可以操作，不需要額外做任何工作。

GPIO支持矩陣鍵盤是通過IO中斷來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)檢測到有按鍵按下，就會觸發(fā)中斷，掃描鍵盤來判斷具體的按鍵動作。支持的矩陣鍵盤最大范圍為4×5，我們以英創(chuàng)公司的矩陣鍵盤模塊為例：

使用的管腳為GPIO16～GPIO24，與ESMARC評估底板連接測試，連接方式如下：

具體的信號排列如下（CN18）：

英創(chuàng)公司已經(jīng)將驅(qū)動文件制作成內(nèi)核驅(qū)動模塊的形式放入文件系統(tǒng)中了，驅(qū)動名稱為matrix_keypad.ko，用戶要使用該功能，只需要加載驅(qū)動模塊即可。驅(qū)動模塊放在/lib/modules//下面，例如使用ESM335x主板，因?yàn)镋SM335x的內(nèi)核版本為4.1.6，輸入命令為：insmode /lib/modules/4.1.6/matrix_keypad.ko，注意如果使用的主板為ESM7000，ESM6802，ESM6800H或者ESM6800V系列的板卡，可以使用命令：modprobe matrix_keypad，不需要代入路徑。

為了避免占用不必要的硬件資源，根據(jù)實(shí)際的需求，在加載驅(qū)動模塊的時候可以代入參數(shù)指定橫列的數(shù)值，參數(shù)col（1-4）代表列數(shù)，row（1-5）代表橫排數(shù)，如果不代入?yún)?shù)，默認(rèn)為支持col=4，row=5的矩陣鍵盤。以ESM335x為例，加載支持3×3大小矩陣鍵盤的命令為insmod /lib/modules/4.1.6/matrix_keypad.ko col=3 row=3，如下如所示：

加載驅(qū)動

當(dāng)代入col和row的值小于最大值的時候，驅(qū)動占用的管腳資源是從COL0和ROW0開始的，例如上面設(shè)置的3×3大小，占用的管腳為COL0-COL2，ROW0-ROW2，對應(yīng)的按鍵如下圖所示：

3×3對應(yīng)按鍵

驅(qū)動加載成功后，會在/dev/input目錄下生成對應(yīng)的event設(shè)備節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的event設(shè)備數(shù)，會自動為生成設(shè)備節(jié)點(diǎn)增加序號。以ESM335x為例，生成的設(shè)備節(jié)點(diǎn)為/dev/input/even1，如下圖：

設(shè)備節(jié)點(diǎn)

圖中event0為ESM335x主板自帶的觸摸屏設(shè)備節(jié)點(diǎn)，所以加載驅(qū)動后矩陣鍵盤的設(shè)備節(jié)點(diǎn)就會自動命名為event2，通過這個設(shè)備節(jié)點(diǎn)，就可以通過程序讀取按鍵的鍵值了。其中每一個按鍵都有一個對應(yīng)的鍵值，英創(chuàng)公司使用的是標(biāo)準(zhǔn)的WINDOWS按鍵消息值，為方便客戶評估，矩陣鍵盤的虛擬鍵碼與英創(chuàng)矩陣鍵盤擴(kuò)展模塊（ETA201）完全對應(yīng)，具體的虛擬鍵碼如下所示：

與虛擬鍵碼對應(yīng)的16進(jìn)制值可在MSDN上找到：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms927178(en-us).aspx>/u?。

軟件上十分簡單，在程序中先通過open函數(shù)打開矩陣鍵盤對應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，然后通過read函數(shù)就可以讀取出信息，具體代碼如下：

在上面的代碼中可以看到，讀取出來的是一個input_event結(jié)構(gòu)體，這是Linux系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)都文件定義的結(jié)構(gòu)體，通過這個結(jié)構(gòu)體可以獲取到我們所需要的所有信息，下面就來介紹一下這個結(jié)構(gòu)體：

其中time的值為按鍵時間。type為事件類型，因?yàn)轵?qū)動支持的是矩陣鍵盤，所以這里的值總是為EV_KEY（0x01）。code為鍵值，具體的鍵值請參考上面的表格。value為按鍵事件的值，在事件類型為EV_KEY時，當(dāng)按鍵按下時值為1，松開時值為0。

讀取按鍵操作的完整代碼如下：