基于嵌入式Linux的鍵盤驅動設計

摘要：提出一種基于嵌入式Linux的矩陣鍵盤實現方案，介紹矩陣式鍵盤的結構與工作原理。課題以IntelPXA255處理器和嵌入式Linux2.4. 19操作系統為基礎，對人機交互接口設備驅動程序的設計開發做了深入的研究，針對嵌入式系統的鍵盤驅動的特點，設計基于行列掃描的鍵盤驅動程序。
關鍵詞：矩陣鍵盤；嵌入式linux；鍵盤驅動程序

1 鍵盤驅動程序的設計
隨著電子信息技術飛速發展，嵌入式系統構成的各種設備得到了廣泛的應用，嵌入式Linux是一種開放源碼、軟實時、多任務的操作系統，是開發嵌入式產品的優秀操作系統平臺，其中鍵盤是人機界面中人類監控計算機重要數據輸入設備。實現鍵盤有兩種方法：一種是采用現有的一些芯片實現鍵盤掃描；二是用軟件實現鍵盤掃描。目前許多芯片可用來實現鍵盤掃描，但是鍵盤掃描的軟件實現方法有助于縮減系統的重復開發成本，而只需很少的CPU開銷。嵌入式控制器的功能很強。可以充分利用這一資源。本課題提出的鍵盤方案是以嵌入式Linux和PXA255為軟硬件平臺，通過測試，表明其具有良好的穩定性和實時性。

2 矩陣式鍵盤的結構與工作原理
本課題采用矩陣鍵盤，如圖1所示。四根行線四根列線組成4x4矩陣鍵盤，分別用CPU的4個GPIO口。當有鍵按下，某個列GPIO口電平被下拉從而產生下降沿，觸發中斷。其中按鍵行陣列必須提供上拉信號，列陣列加二極管，防止瞬間電流過大對GPIO口造成沖擊。



3 Linux鍵盤驅動簡介
在Linux中，鍵盤驅動被劃分成兩層來實現。上層是一個通用鍵盤抽象層，下層則是硬件處理層，主要對硬件進行直接的操作。鍵盤驅動程序上層公共部分在 driver／keyboard．c里。文件中最重要的是內核用EXPORT_SYMBOL這個宏導出的handle_scancode函數。在這個文件中還定義了其它的幾個回調函數，它們由鍵盤驅動程序中上層公共部分調用，并且由底層硬件處理函數實現。鍵盤驅動程序的底層硬件處理部分則根據不同硬件有不同實現。