keyboard Matrix矩阵键盘
2024-05-08 06:19:18
文章目录
- 一、功能实现（代码）
- 1.1 添加编译选项
- 1.2 添加设备树节点
- 1.2.1 添加kpp节点
- 1.2.2 在iomuxc中添加pinctrl_复用节点
- 1.2.3 屏蔽其他设备节点占用的键盘GPIO
- 1.3 内核源码中按键映射写法
- 二、硬件电路
- 2.1 上拉模式：输入GPIO硬件设计为上拉
- 2.2 下拉模式：输入GPIO硬件设计为下拉
- 三、调试步骤
- 3.1 调试工具推荐
- 3.1.1 hexdump命令
- 3.1.2 类hexdump工具源码（极力推荐，使用起来很方便）
- 3.2 调试流程
- 3.2.1 大致调试流程如下图
- 3.2.2 调试流程具体步骤描述如下
- 3.3 源码中添加调试log小技巧
- 四、调试过程中遇到的坑
- 五、Matrix内核源码逻辑分析
- 5.1 Matrix整体功能逻辑图
- 5.2 键盘matrix_keypad_scan()函数扫描原理
- 5.2.1 键盘示意图
- 5.2.2 键盘和保存GPIO状态的数组定义
- 5.2.3 matrix_keypad_scan() 函数源码解析
- 5.3 其他几个重要函数
- 5.3.1 matrix_keypad_parse_dt()函数源码解析
- 5.3.2 matrix_keypad_init_gpio()函数源码解析
- 六、附加知识
- 6.1 Linux内核中的事件类型
Linux内核中按键驱动分为：较为复杂的【矩阵键盘keyboard Matrix】和简单的【按键驱动】。
【Matrix矩阵键盘】一般适用于多行多列多按键的情况，源码文件为：drivers/input/keyboard/matrix_keypad.c
【GPIO按键驱动】一般适用于少量按键，一个GPIO口对应一个按键的情况，源码文件为：driers/input/keyboard/gpio_keys.c
本次在imx6ul中实现矩阵键盘功能：Linux内核版本为4.1.15，cpu为imx6ul。
以下对矩阵键盘原理、源码、调试步骤等逐一进行分析，简单的单按键就暂时不写了。
一、功能实现（代码）
具体开发流程如下：
1.1 添加编译选项
内核源码根目录下执行make menuconfig，选中如下几个选项来添加Matrix相关编译选项：
Device Drivers ---> Input device support ---> <*> Event debugging （选中）[*] Keyboards ---> <*> GPIO Buttons（选中）<*> GPIO driven matrix keypad support（选中）<*> IMX keypad support（选中）
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
选中后，save保存，exit退出，使用【make zImage】编译生成新的zImage，路径为：【arch/arm/boot/】
lsy@ubuntu18:~/linux-4.1.15$ ls arch/arm/boot/
bootp compressed dts Image install.sh Makefile zImage
- 1
- 2
将新的zImage拷贝并烧写到板卡中，重启板卡，然后正式开始进行开发工作。
备注：如果觉得编译整个zImage麻烦，也可以使用【make modules】单独编译模块，将drivers/input/keyboard/matrix_keypad.c文件编译生成对应的.ko模块，然后使用insmod或者modprob加载到板卡内核中来进行调试也行。
1.2 添加设备树节点
此处以【8行*3列】矩阵键盘为例
一定注意：Linux内核中定义矩阵键盘必须且只能为：【行GPIO输入，列GPIO输出】！！！不能搞错！！！
1.2.1 添加kpp节点
备注：本示例中的linux,keymap按键映射以较为容易理解、且直观的方式实现，内核驱动源码中的示例以及网上很多demo中写法都是形如0x02010058的写法，这样不太直观，不好理解，后面会对这种写法含义做出说明，两种写法都是可以的。
/*lsy*/
&kpp {compatible = "gpio-matrix-keypad";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
debounce<span class="token operator">-</span>delay<span class="token operator">-</span>ms <span class="token operator">=</span> <span class="token operator"><</span><span class="token number">20</span><span class="token operator">></span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">/*防反跳延时，即：去抖延时*/</span>
col<span class="token operator">-</span>scan<span class="token operator">-</span>delay<span class="token operator">-</span>us <span class="token operator">=</span> <span class="token operator"><</span><span class="token number">400</span><span class="token operator">></span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">/*列扫描延时*/</span><span class="token comment">/*8行*/</span>
row<span class="token operator">-</span>gpios <span class="token operator">=</span> <span class="token operator"><</span><span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">11</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">12</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">10</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">8</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">9</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">13</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">14</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">15</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">></span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token comment">/*3列*/</span>
col<span class="token operator">-</span>gpios <span class="token operator">=</span> <span class="token operator"><</span><span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">16</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">17</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">&</span>gpio2 <span class="token number">19</span> GPIO_ACTIVE_LOW<span class="token operator">></span><span class="token punctuation">;</span><span class="token comment">/* 举例释义：MATRIX_KEY(0x2, 0x1, KEY_X)表示将【第2行1列的按键】映射为【KEY_X】 */</span>
linux<span class="token punctuation">,</span>keymap <span class="token operator">=</span> <span class="token operator"><</span><span class="token comment">/*row0*/</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_LEFT<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_DOWN<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/* row1 */</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_UP<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_RIGHT<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/* row2 */</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_M<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_X<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_ENTER<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/*row3*/</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x3</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_N<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x3</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_O<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x3</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_I<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/*row4*/</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x4</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_7<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x4</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_8<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x4</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_9<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/*row5*/</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x5</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_4<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x5</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_5<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x5</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_6<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/*row6*/</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x6</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_1<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x6</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_2<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x6</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_3<span class="token punctuation">)</span><span class="token comment">/*row7*/</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x7</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x0</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_MINUS<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x7</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x1</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_0<span class="token punctuation">)</span><span class="token function">MATRIX_KEY</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">0x7</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">0x2</span><span class="token punctuation">,</span> KEY_DOT<span class="token punctuation">)</span><span class="token operator">></span><span class="token punctuation">;</span>
gpio<span class="token operator">-</span>activelow<span class="token punctuation">;</span>
status <span class="token operator">=</span> <span class="token string">"okay"</span><span class="token punctuation">;</span>
http://www.taodudu.cc/news/show-7219738.html
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