[ARM應用]按鍵中斷驅動實例

　　1 實驗目的

　　(1)了解按鍵原理及其與S3C2410的接口電路設計

　　(2)了解S3C2410芯片的外部中斷處理機制

　　(3)掌握按鍵中斷驅動的編寫及測試過程

　　2 實驗原理

　　(1)按鍵的硬件原理

　　在嵌入式系統中，按鍵的硬件原理比較簡單，通過一個上拉電阻將處理器的外部中斷(或GPIO)引腳拉高，電阻的另一端連接按鍵并接地即可實現。如圖2-1所示：

　　圖

　　2-1按鍵接口電路

　　仔細看圖2-1，不難知道，當按鍵被按下時，EINT0上將產生低電平，這個低電平將中斷CPU，CPU可以依據中斷判斷按鍵被按下。

　　(2)按鍵“消抖”

　　所有按鍵、觸摸屏等機械設備都存在一個固有的問題，那就是"抖動"，按鍵從最初接通到穩定接通要經過數毫秒乃至數十毫秒，其間可能發生多次"接通―斷開"的過程。因此僅僅依據中斷被產生就認定有一次按鍵行為是很不準確的。如果不消除"抖動"的影響，一次按鍵可能被理解為多次按鍵。

　　消除按鍵抖動影響的方法是：在判斷有鍵按下后，進行軟件延時(如20ms，在延時過程中要屏蔽對應中斷)，再判斷鍵盤狀態，如果仍處于按鍵按下狀態，則可以判定該按鍵被按下。圖2-2是典型的包含消抖功能的按鍵中斷處理流程。

　　圖2-2 按鍵中斷處理流程

　　3 實驗任務

　　(1)編寫按鍵中斷設備驅動程序，驅動程序中手動定義設備名稱及主設備號為213，實現與BUTTON設備相應的端口配置，中斷的申請，以及讀寫設備的接口函數等。

　　(2)將驅動編譯成模塊，并實現模塊的加載及卸載。

　　(3)編寫驅動的測試程序，在程序中實現打開BUTTON設備和LED設備，主循環中不斷讀取按鍵的狀態，當按鍵按下時，控制LED亮一段時間(1S左右)后滅掉。

　　4. 實驗步驟

　　以下操作都在nfs文件系統目錄(/home/kernel/rootfs/rootfs)下進行,因此先執行如下命令。獲取

　　cd /home/kernel/rootfs/rootfs

　　(1)編寫led.c文件

　　建立led目錄：

　　mkdir usr/button

　　進入button目錄，在該目錄下建立兩個子目錄driver 和test ，前者用來存放驅動程序，后者用來存放驅動測試程序：

　　cd usr/ button

　　mkdir driver test

　　進入驅動程序目錄，建立設備驅動文件button.c：

　　cd driver

　　vi button.c

　　按鍵驅動程序如下button.c所示：

　　/*************************** 頭文件 ***************************/

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　//*********************** 定義設備結構體及相關宏 ***************************

　　#define DEVICE_NAME "button" //定義設備名

　　#define DEVICE_MAJOR 213 //手動定義BUTTON設備的主設備號為213

　　static int button_major = DEVICE_MAJOR ;

　　#define BUTTON_IRQ IRQ_EINT0 //定義BUTTON對應S3C2410的外部中斷0

　　#define BUTTON S3C2410_GPF0 //定義BUTTON對應S3C2410的GPF0端口

　　#define BUTTON_EINT0 S3C2410_GPF0_EINT0

　　#define BUTTON_INP S3C2410_GPF0_INP

　　#define BUTTON_UP 0 //按鍵抬起狀態

　　#define BUTTON_DOWN 1 //按鍵按下狀態

　　#define BUTTON_X 2 //不確定狀態，本實例中可理解為抖動狀態

　　//定義BUTTON設備結構體

　　struct button_dev

　　{

　　struct cdev cdev; //BUTTON設備對應一個字符設備結構體

　　int status; //按鍵狀態標識：抬起、按下、抖動

　　};

　　static struct button_dev dev;

　　//***************************** 函數聲明 *********************************

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

　　/*

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

　　*描述 :初始化IO端口

　　*參數 :無

　　*返回值:無

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

　　*/

　　void s3c2410_button_InitIO(void)

　　{

　　s3c2410_gpio_cfgpin(BUTTON,BUTTON_EINT0); //配置按鍵中斷的端口為中斷功能

　　}

　　/*

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

　　*描述 :EINT0的中斷處理函數，設置按鍵狀態為BUTTON_X

　　*參數 :irq :中斷號; dev_id;regs;

　　*返回值:成功返回0

　　*在linux/interrupt.h中定義了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); //禁止中斷

　　dev.status = BUTTON_X;//將按鍵置為抖動狀態，說明有按鍵中斷，但不一定有鍵按下

　　enable_irq(0); //使能中斷

　　return 0;

　　}

　　/*

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

　　*描述 :打開設備函數，向系統申請中斷

　　*參數 :struct inode *inode,struct file *filp

　　*返回值:失敗返回錯誤代碼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); //申請中斷

　　if(ret) {//申請失敗

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

　　return ret;

　　}

　　return 0;

　　}

　　/*

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

　　*描述 :注銷設備函數，實現中斷釋放

　　*參數 :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); //釋放中斷

　　return 0;

　　}

　　/*

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

　　*描述 :IO控制函數，本實例中不做任何事

　　*參數 :cmd: 用戶定義的IO控制命令; arg: 傳遞用戶參數

　　*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 :讀函數，讀取按鍵的狀態

　　*參數 :buffer: 用來存儲按鍵狀態;

　　count: 用來記錄用戶讀取了多少個字符

　　*返回值:count：用戶讀取的字符數

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

　　*/

　　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){//如果按鍵狀態是BUTTON_X，說明有按鍵中斷產生。

　　msleep(20); //延時20毫秒去除按鍵抖動

　　disable_irq(0); //禁止中斷

　　s3c2410_gpio_cfgpin(BUTTON,BUTTON_INP); //配置按鍵中斷的端口為輸入功能

　　if(!s3c2410_gpio_getpin(BUT

　　if(!s3c2410_gpio_getpin(BUTTON)){//讀取端口的值，如果是0說明按鍵按下

　　dev.status = BUTTON_DOWN;

　　}

　　else dev.status = BUTTON_UP; //如果為1，說明只是按鍵抖動

　　//重新配置按鍵中斷的端口為中斷功能

　　s3c2410_gpio_cfgpin(BUTTON,S3C2410_GPF0_EINT0);

　　enable_irq(0); //使能中斷

　　}

　　put_user(dev.status,(int *)buffer); //將按鍵狀態提交給用戶

　　return ret;

　　}

　　/*

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

　　*描述 :寫操作函數，本實例中不做任何事

　　*參數 :

　　*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 :文件操作結構體，實現 s3c2410_button_open()等函數與open()等系統調用的連接

　　*參數 :

　　*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 :安裝模塊的函數，在設備加載模塊里面調用

　　*參數 :無

　　*返回值:無

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

　　*/

　　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);

　　}

　　/*