[ARM应用]按键中断驱动实例

　　1 实验目的

　　(1)了解按键原理及其与S3C2410的接口电路设计

　　(2)了解S3C2410芯片的外部中断处理机制

　　(3)掌握按键中断驱动的编写及测试过程

　　2 实验原理

　　(1)按键的硬件原理

　　在嵌入式系统中，按键的硬件原理比较简单，通过一个上拉电阻将处理器的外部中断(或GPIO)引脚拉高，电阻的另一端连接按键并接地即可实现。如图2-1所示：

　　图

　　2-1按键接口电路

　　仔细看图2-1，不难知道，当按键被按下时，EINT0上将产生低电平，这个低电平将中断CPU，CPU可以依据中断判断按键被按下。

　　(2)按键“消抖”

　　所有按键、触摸屏等机械设备都存在一个固有的问题，那就是"抖动"，按键从最初接通到稳定接通要经过数毫秒乃至数十毫秒，其间可能发生多次"接通―断开"的过程。因此仅仅依据中断被产生就认定有一次按键行为是很不准确的。如果不消除"抖动"的影响，一次按键可能被理解为多次按键。

　　消除按键抖动影响的方法是：在判断有键按下后，进行软件延时(如20ms，在延时过程中要屏蔽对应中断)，再判断键盘状态，如果仍处于按键按下状态，则可以判定该按键被按下。图2-2是典型的包含消抖功能的按键中断处理流程。

　　图2-2 按键中断处理流程

　　3 实验任务

　　(1)编写按键中断设备驱动程序，驱动程序中手动定义设备名称及主设备号为213，实现与BUTTON设备相应的端口配置，中断的申请，以及读写设备的接口函数等。

　　(2)将驱动编译成模块，并实现模块的加载及卸载。

　　(3)编写驱动的测试程序，在程序中实现打开BUTTON设备和LED设备，主循环中不断读取按键的状态，当按键按下时，控制LED亮一段时间(1S左右)后灭掉。

　　4. 实验步骤

　　以下操作都在nfs文件系统目录(/home/kernel/rootfs/rootfs)下进行,因此先执行如下命令。获取

　　cd /home/kernel/rootfs/rootfs

　　(1)编写led.c文件

　　建立led目录：

　　mkdir usr/button

　　进入button目录，在该目录下建立两个子目录driver 和test ，前者用来存放驱动程序，后者用来存放驱动测试程序：

　　cd usr/ button

　　mkdir driver test

　　进入驱动程序目录，建立设备驱动文件button.c：

　　cd driver

　　vi button.c

　　按键驱动程序如下button.c所示：

　　/*************************** 头文件 ***************************/

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　//*********************** 定义设备结构体及相关宏 ***************************

　　#define DEVICE_NAME "button" //定义设备名

　　#define DEVICE_MAJOR 213 //手动定义BUTTON设备的主设备号为213

　　static int button_major = DEVICE_MAJOR ;

　　#define BUTTON_IRQ IRQ_EINT0 //定义BUTTON对应S3C2410的外部中断0

　　#define BUTTON S3C2410_GPF0 //定义BUTTON对应S3C2410的GPF0端口

　　#define BUTTON_EINT0 S3C2410_GPF0_EINT0

　　#define BUTTON_INP S3C2410_GPF0_INP

　　#define BUTTON_UP 0 //按键抬起状态

　　#define BUTTON_DOWN 1 //按键按下状态

　　#define BUTTON_X 2 //不确定状态，本实例中可理解为抖动状态

　　//定义BUTTON设备结构体

　　struct button_dev

　　{

　　struct cdev cdev; //BUTTON设备对应一个字符设备结构体

　　int status; //按键状态标识：抬起、按下、抖动

　　};

　　static struct button_dev dev;

　　//***************************** 函数声明 *********************************

　　void s3c2410_button_s3c2410_button_InitIO(void); //初始化IO端口的函数

　　/*

　　******************************s3c2410_button_InitIO**********************

　　*描述 :初始化IO端口

　　*参数 :无

　　*返回值:无

　　*************************************************************************

　　*/

　　void s3c2410_button_InitIO(void)

　　{

　　s3c2410_gpio_cfgpin(BUTTON,BUTTON_EINT0); //配置按键中断的端口为中断功能

　　}

　　/*

　　******************************isr_button()*******************************

　　*描述 :EINT0的中断处理函数，设置按键状态为BUTTON_X

　　*参数 :irq :中断号; dev_id;regs;

　　*返回值:成功返回0

　　*在linux/interrupt.h中定义了typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);

　　*************************************************************************

　　*/

　　static irqreturn_t isr_button(int irq,void *dev_id,struct pt_regs *regs)

　　{

　　disable_irq(0); //禁止中断

　　dev.status = BUTTON_X;//将按键置为抖动状态，说明有按键中断，但不一定有键按下

　　enable_irq(0); //使能中断

　　return 0;

　　}

　　/*

　　**************************s3c2410_button_open()**************************

　　*描述 :打开设备函数，向系统申请中断

　　*参数 :struct inode *inode,struct file *filp

　　*返回值:失败返回错误代码ret，成功返回0

　　*************************************************************************

　　*/

　　static int s3c2410_button_open(struct inode *inode,struct file *filp)

　　{

　　int ret;

　　ret=request_irq(BUTTON_IRQ,isr_button,IRQF_SAMPLE_RANDOM,DEVICE_NAME,NULL); //申请中断

　　if(ret) {//申请失败

　　printk("BUTTON_IRQ: could not register interruptn");

　　return ret;

　　}

　　return 0;

　　}

　　/*

　　************************s3c2410_button_release()*************************

　　*描述 :注销设备函数，实现中断释放

　　*参数 :struct inode *inode,struct file *filp

　　*返回值:0

　　*************************************************************************

　　*/

　　static int s3c2410_button_release(struct inode *inode,struct file *filp)

　　{

　　free_irq(BUTTON_IRQ,NULL); //释放中断

　　return 0;

　　}

　　/*

　　**************************3c2410_button_ioctl()**************************

　　*描述 :IO控制函数，本实例中不做任何事

　　*参数 :cmd: 用户定义的IO控制命令; arg: 传递用户参数

　　*返回值:0

　　*************************************************************************

　　*/

　　static int s3c2410_button_ioctl(struct inode *inode,struct file *filp,

　　unsigned int cmd,unsigned long arg)

　　{

　　return 0;

　　}

　　/*

　　**************************s3c2410_button_read()**************************

　　*描述 :读函数，读取按键的状态

　　*参数 :buffer: 用来存储按键状态;

　　count: 用来记录用户读取了多少个字符

　　*返回值:count：用户读取的字符数

　　*************************************************************************

　　*/

　　static ssize_t s3c2410_button_read(struct file *filp,char *buffer,size_t count,loff_t *ppos)

　　{

　　int ret = count ;

　　if(dev.status = BUTTON_X){//如果按键状态是BUTTON_X，说明有按键中断产生。

　　msleep(20); //延时20毫秒去除按键抖动

　　disable_irq(0); //禁止中断

　　s3c2410_gpio_cfgpin(BUTTON,BUTTON_INP); //配置按键中断的端口为输入功能

　　if(!s3c2410_gpio_getpin(BUT

　　if(!s3c2410_gpio_getpin(BUTTON)){//读取端口的值，如果是0说明按键按下

　　dev.status = BUTTON_DOWN;

　　}

　　else dev.status = BUTTON_UP; //如果为1，说明只是按键抖动

　　//重新配置按键中断的端口为中断功能

　　s3c2410_gpio_cfgpin(BUTTON,S3C2410_GPF0_EINT0);

　　enable_irq(0); //使能中断

　　}

　　put_user(dev.status,(int *)buffer); //将按键状态提交给用户

　　return ret;

　　}

　　/*

　　**************************3c2410_button_write()**************************

　　*描述 :写操作函数，本实例中不做任何事

　　*参数 :

　　*返回值:count

　　*************************************************************************

　　*/

　　static ssize_t s3c2410_button_write(struct file *filp,char *buffer,size_t count,loff_t *ppos)

　　{

　　int ret = count;

　　return ret;

　　}

　　/*

　　**************************s3c2410_button_fops****************************

　　*描述 :文件操作结构体，实现 s3c2410_button_open()等函数与open()等系统调用的连接

　　*参数 :

　　*返回值:

　　*************************************************************************

　　*/

　　static struct file_operations s3c2410_button_fops = {

　　.owner = THIS_MODULE,

　　.open = s3c2410_button_open,

　　.release = s3c2410_button_release,

　　.ioctl = s3c2410_button_ioctl,

　　.read = s3c2410_button_read,

　　.write = s3c2410_button_write,

　　};

　　/*

　　**************************button_setup_cdev()****************************

　　*描述 :安装模块的函数，在设备加载模块里面调用

　　*参数 :无

　　*返回值:无

　　*************************************************************************

　　*/

　　static void button_setup_cdev(void)

　　{

　　int err,devno = MKDEV(button_major,0);

　　cdev_init(&dev.cdev,&s3c2410_button_fops);

　　dev.cdev.owner = THIS_MODULE;

　　dev.cdev.ops = &s3c2410_button_fops;

　　err = cdev_add(&dev.cdev,devno,1);

　　if(err)

　　printk("Error %d adding BUTTON%d",err);

　　}

　　/*