基于嵌入式Linux的键盘驱动设计

摘要：提出一种基于嵌入式Linux的矩阵键盘实现方案，介绍矩阵式键盘的结构与工作原理。课题以IntelPXA255处理器和嵌入式Linux2.4. 19操作系统为基础，对人机交互接口设备驱动程序的设计开发做了深入的研究，针对嵌入式系统的键盘驱动的特点，设计基于行列扫描的键盘驱动程序。
关键词：矩阵键盘；嵌入式linux；键盘驱动程序

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4x4矩阵键盘，分别用CPU的4个GPIO口。当有键按下，某个列GPIO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GPIO口造成冲击。



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_SYMBOL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。