MiniGUI中开发实现键盘输入设备方案解析

嵌入式系统通常拥有特定的输入设备。输入设备用于实现数据输入和人机交互，其种类繁多，并且不同的设备依赖不同的硬件实现。为了减弱系统的硬件相关性和提高可移植性，MiniGUI提供了统一的输入抽象层IAL(Input Abstract Layer)接口来支持不同的输入设备，减小了开发输入设备的难度。下面以开发4×4小键盘输入为例，介绍在MiniGUI中开发和实现特定键盘输入设备输入的方法。

1 MiniGUI对键盘输入的处理方式

MiniGUI对键盘输入的处理方式如图1所示。键盘设备驱动程序从键盘接收原始的输入事件和数据，并把它转换为MiniGUI抽象的键盘事件和数据。相关的底层事件处理例程把这些键盘事件转换为上层的击键消息，放到相应的消息队列中。应用程序通过消息循环获取这些消息，交由窗口过程处理。

开发特定的键盘输入，主要完成底层的两部分工作：键盘驱动程序设计和键盘输入引擎开发。前者负责从键盘接收原始输入事件和数据，后者负责把原始的输入事件和数据转抉成MiniGUI抽象的键盘事件和数据。至于抽象键盘事件和数据转换成上层的击键消息等工作，则是由MiniGUI提供的底层事件处理例程自己完成，无需用户设计，这正是MiniGUI提供输入抽象层接口(IAL)所带来的好处。下面具体介绍小键盘输入的开发过程与实现方法，主要介绍重要接口函数的实现。

2 键盘驱动程序设计

该设备驱动要实现的主要功能是进行小键盘行列扫描，接收原始键盘输入事件和数据，如有无键按下、按下某键或释放某键。返回的字符型按键信息(小键盘扫描码)由两部分组成：“高位”代表键盘输入事件，即按下(高位为O)或释放(高位为1);“低7 位”代表键盘输入数据，即按下或释放的按键值。

2.1 键盘按键值的获取

当按下某个键时，和该键所在行列相连的两路通用外设I/O引脚就会导通，其电平就会相同，因此驱动中只需要轮询各路I/O引脚就可以知道按键值。比如，使各行线输入低电平，各列线都通过上拉电阻接高电平，此时检测各列，如果某一列电平为低，则说明该列所在的键盘已经按下，使该列与行导通变为低电平，这样就可以确定按键所在列号(j);同理，将各列置低电平，再依次查询各行，就可以确定按键的行号(i)。若定义一个键值映射数组key_arrow[5] [5]表示所有键盘按键值：Key_arrow[5][5]={{0，O，O，O，0，0}，{0，‘7’，‘8’，‘9’，‘A’}，{0，‘4’， ‘5’，‘6’，‘B’}，{0，‘1’，‘2’，‘3’，‘C’}，{0，‘D’，‘O’，‘.’，‘E’}}，则按键值就为key_arrow[i] [j]。初始化时行列号均为0，因此当小键盘无键按下时，返回按键值为0(即字符NULL)。

需要注意的是，要保证驱动正常工作，设置好行列线的输入输出模式后，需要一定时间延时以后才能开始进行行(列)查询。这是因为行列线进行输入输出模式切换时存在硬件延迟。

2.2 键盘扫描码的获取

为了判断键盘事件是按下还是释放，定义两个无符号型字符变量last和key。前者是静态变量，存放等待释放的键的按键值，即前一次扫描读到的按键值;后者存放当前键盘扫描码。当键盘事件为按下时，它的值和键盘按键值相同;当键盘事件为释放时，它的值等于last高位置l后的值。

2.3 功能实现流程

我们用驱动程序read接口函数实现这些功能。当应用程序凋用read函数后，该函数先进行行列扫描，得到键盘按键值key_arrow[i][j]后进行判断。著其非零，即有键按下，则直接将此按键值作为键盘的扫描码(key=key_arrow[i][j]),并将其赋给字符变量last，表示该键等待释放。如果key_arrow[i][j]为零，即无键按下，则判断是否有需要释放的键：若没有(即last为O)，就直接将按键值(key=0)作为键盘扫描码;若有键需要释放(1ast非零)，就把1ast高位置1作为键盘扫描码(key=last 10x80)，表示释放刚按下的键，然后last清零，表示已没有按键等待释放。read函数最后发送键盘扫描码(key)到用户缓冲区后返回。

3 键盘输入引擎的设计

第2部分要开发的是小键盘输入引擎。它负责把键盘驱动提供的原始键盘输入事件和数据(即小键盘扫描码)转换为MiniGUI抽象的键盘事件和数据(由系统扫描码索引的键盘数组)。

3.1 MiniGUI的IAL接口

前面已提到，IAL定义了一组不依赖于任何特殊硬件的抽象接口，而用于实现这一抽象接口的底层代码就称为输入引擎。在代码实现上，MiniGUI通过 INPUT结构来表示“输入引擎”。它实际是一个拥有若干函数指针成员的结构体，MiniGUI在特定的时候调用这些函数来达到操作硬件的目的，因此，编写特定的输入引擎，主要就是编码实现INPUT结构中的各个函数。该结构定义在/minigui-free/libminigui-1.3. 3/src/ial/ial.h中，其中的主要成员函数如表l所列。为表述方便，定义当前工作目录为/mlnlgui-free/libminigui- 1.3.3，后文出现的所有文件目录及路径均在该目录下。