關(guān)鍵詞：android按鍵矩陣按鍵 AD按鍵

平臺(tái)信息:

內(nèi)核：linux2.6/linux3.0

系統(tǒng)：android/android4.0

平臺(tái)：S5PV310(samsungexynos4210)

一、硬件部分：

1、矩陣按鍵、IO按鍵、AD按鍵

這個(gè)知識(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，不過(guò)上次真有一個(gè)網(wǎng)友不太清楚這個(gè)。所以這個(gè)基礎(chǔ)部分我們?cè)谶@里也說(shuō)一下。

（1）、矩陣按鍵

記得上大學(xué)時(shí)學(xué)單片機(jī)時(shí)，這個(gè)矩陣按鍵還是個(gè)重點(diǎn)呢，上面的圖還是AT89S52的片子，工作原理比較簡(jiǎn)單，通過(guò)行、列來(lái)確定是那個(gè)按鍵按下，比如說(shuō)上圖標(biāo)號(hào)為1的鍵按下，IO（P1.7,P1.3）有電平變化，程序可以通過(guò)這里來(lái)判斷是那一個(gè)鍵按下的，同理標(biāo)號(hào)為2的按鍵按下IO（P1.4，P1.0）有電平變化。

這樣做程序上要從兩個(gè)IO來(lái)判斷是那個(gè)鍵按下，多了一個(gè)步驟，但是在硬件上有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是如果按鍵比較多的時(shí)候比較節(jié)省IO口，比如說(shuō)上面4x4= 16,8個(gè)IO可以做16個(gè)按鍵，8x8=64,16個(gè)IO可以做64個(gè)按鍵。

優(yōu)點(diǎn)：可以用少的IO來(lái)做多個(gè)按鍵，判斷按鍵比較準(zhǔn)確；

缺點(diǎn)：程序上相對(duì)IO按鍵來(lái)說(shuō)多了一步。

（2）、IO按鍵

這個(gè)就比較簡(jiǎn)單了，用一個(gè)IO口的高低電平來(lái)判斷按鍵是否按下。

優(yōu)點(diǎn)：程序、硬件電路都比較簡(jiǎn)單，判斷按鍵比較準(zhǔn)確；

缺點(diǎn)：IO有限、按鍵多時(shí)不太合適。比如矩陣按鍵16個(gè)IO可以表示64個(gè)按鍵，IO的話只有16個(gè)。

（3）、AD按鍵

這個(gè)在之前在做電視的時(shí)候用的比較多一點(diǎn)。

AD按鍵就是通過(guò)一個(gè)ADC接口，如下圖所示，給一個(gè)VCC電壓，比如說(shuō)S1接地時(shí)AD接口得到的模擬電壓值為ADC=0；當(dāng)S2按下時(shí)，ADC＝　VCC/(R1+R2)*R2;這樣就可以得到不同的ADC值，程序中在這里判斷是那個(gè)按鍵按下。

優(yōu)點(diǎn)：程序、硬件電路都比較簡(jiǎn)單，一個(gè)IO可以做多個(gè)按鍵；

缺點(diǎn)：AD按鍵有時(shí)候判斷不準(zhǔn)確，所以在程序中要多加檢測(cè)AD值的次數(shù)。

2、S5PV310的矩陣按鍵

硬件原理圖如下：

硬件接口說(shuō)明：vol+,vol-,back,home,menu為1*5的矩陣鍵盤(pán)，芯片接口信息如下：

我們這里1*5=5也沒(méi)有節(jié)省多少I(mǎi)O呀？情況是這樣的，我們的原理圖是從三星開(kāi)發(fā)板上參考過(guò)來(lái)的，開(kāi)發(fā)板上按鍵本來(lái)多一點(diǎn)，可是我們用不了那么多，人家那樣做比較合理?？墒俏覀儭巴祽小保布喜挥酶模浖弦膊挥酶?，從這一點(diǎn)也可以看出我們國(guó)內(nèi)做技術(shù)這個(gè)行業(yè)的有點(diǎn)……不太深入呀，整天老板在催，可是我們?cè)诩?xì)節(jié)上做不太好呀。三星在IO矩陣也有專用接口，所以就“奢侈”一次，用1*5的矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)5個(gè)按鍵。

3、S5PV310的矩陣按鍵接口

看一下芯片上的專用接口,如下圖，全用的話有點(diǎn)多。

關(guān)于專用接口的寄存器，這些寄存器我們后面要用得到的，按鍵的行、列信息會(huì)在這里面暫存的。

以S5PV310為例，驅(qū)動(dòng)代碼：samsung-keypad.c

軟件部分：

總體流程圖如下，這個(gè)是在觸摸屏基礎(chǔ)上改過(guò)來(lái)的，感覺(jué)流程都是這個(gè)樣子的。中斷觸發(fā)，中斷處理。

一、矩陣鍵行、列設(shè)定，和上報(bào)鍵值設(shè)定

在android-kernel-samsung-dev/arch/arm/mach-exynos/mach-smdkv310.c中

1. staticuint32_tsmdkv310_keymap[]__initdata={
3. KEY(0,3,KEY_1),KEY(0,4,KEY_2),KEY(0,5,KEY_3),
4. KEY(0,6,KEY_4),KEY(0,7,KEY_5),
5. KEY(1,3,KEY_A),KEY(1,4,KEY_C),KEY(1,5,KEY_E),
6. KEY(1,6,KEY_B),KEY(1,7,KEY_D)//（1）、鍵值初始化；
7. };
9. staticstructmatrix_keymap_datasmdkv310_keymap_data__initdata={
10. .keymap=smdkv310_keymap,
11. .keymap_size=ARRAY_SIZE(smdkv310_keymap),
12. };
13. staticstructsamsung_keypad_platdatasmdkv310_keypad_data__initdata={
14. .keymap_data=&smdkv310_keymap_data,
15. .rows=2,//(2)、行、列設(shè)定，8行、2列，其實(shí)我們只用了5行、1列；
16. .cols=8,
17. };
18. staticvoid__initsmdkv310_machine_init(void)
19. {
20. samsung_keypad_set_platdata(&smdkv310_keypad_data);//(3)、平臺(tái)設(shè)備初始化；
21. }

（1）、KEY(row, col,keycode)

KEY這個(gè)宏在android-kernel-samsung-dev/include/linux/input/Matrix_keypad.h中實(shí)現(xiàn)：

1. #defineMATRIX_MAX_ROWS32
2. #defineMATRIX_MAX_COLS32
3. #defineKEY(row,col,val)((((row)&(MATRIX_MAX_ROWS-1))<<24)|
4. (((col)&(MATRIX_MAX_COLS-1))<<16)|
5. ((val)&0xffff))

keycode的值在android-kernel-samsung-dev/include/linux/input.h中有定義,如下：

1. #defineKEY_RESERVED0
2. #defineKEY_ESC1
3. #defineKEY_12
4. #defineKEY_23
5. #defineKEY_34
6. #defineKEY_45
7. #defineKEY_56
8. #defineKEY_67
9. #defineKEY_78
10. #defineKEY_89
11. #defineKEY_910
12. #defineKEY_011
13. #defineKEY_MINUS12
14. #defineKEY_EQUAL13
15. #defineKEY_BACKSPACE14
16. #defineKEY_TAB15
17. #defineKEY_Q16
18. #defineKEY_W17
19. #defineKEY_E18
20. #defineKEY_R19
21. #defineKEY_T20
22. #defineKEY_Y21
23. #defineKEY_U22

（2）、行列設(shè)定；

1. .rows=2,
2. .cols=8,

（3）、平臺(tái)設(shè)備初始化；

1. samsung_keypad_set_platdata(&smdkv310_keypad_data)。

二、上面設(shè)定的keycode鍵值和上層相對(duì)應(yīng)

4.0.3_r1/device/samsung/smdkv310/samsung-keypad.kl中

1. key2DPAD_UPWAKE_DROPPED
2. key3DPAD_CENTERWAKE_DROPPED
3. key4DPAD_DOWNWAKE_DROPPED
4. key5DPAD_RIGHTWAKE_DROPPED
5. key6DPAD_LEFTWAKE_DROPPED
6. key18VOLUME_DOWNWAKE
7. key30HOMEWAKE_DROPPED
8. key32MENUWAKE_DROPPED
9. key46VOLUME_UPWAKE
10. key48BACKWAKE_DROPPED
11. key10POWERWAKE

總體對(duì)應(yīng)圖：

以KEY_A為例，KEY_A30最終和上層的keypad.kl中的30 HOME相對(duì)應(yīng)

三、矩陣鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序分析

android-kernel-samsung-dev/drivers/input/keyboard/samsung-keypad.c

1、probe函數(shù)分析：

1. staticint__devinitsamsung_keypad_probe(structplatform_device*pdev)
2. {
3. conststructsamsung_keypad_platdata*pdata;
4. conststructmatrix_keymap_data*keymap_data;
5. structsamsung_keypad*keypad;
6. structresource*res;
7. structinput_dev*input_dev;
8. unsignedintrow_shift;
9. unsignedintkeymap_size;
10. interror;
11. ………………
12. keymap_size=(pdata->rows<<row_shift)*sizeof(keypad->keycodes[0]);
14. keypad=kzalloc(sizeof(*keypad)+keymap_size,GFP_KERNEL);
15. input_dev=input_allocate_device();
16. if(!keypad||!input_dev){
17. error=-ENOMEM;
18. gotoerr_free_mem;
19. }
21. res=platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM,0);
22. if(!res){
23. error=-ENODEV;
24. gotoerr_free_mem;
25. }
27. keypad->base=ioremap(res->start,resource_size(res));
28. if(!keypad->base){
29. error=-EBUSY;
30. gotoerr_free_mem;
31. }
32. …………
33. //（1）、input參數(shù)初始化；
34. keypad->input_dev=input_dev;
35. keypad->row_shift=row_shift;
36. keypad->rows=pdata->rows;
37. keypad->cols=pdata->cols;
38. init_waitqueue_head(&keypad->wait);
40. input_dev->name=pdev->name;
41. input_dev->id.bustype=BUS_HOST;
42. input_dev->dev.parent=&pdev->dev;
43. input_set_drvdata(input_dev,keypad);
44. //（2）、打開(kāi)、關(guān)閉函數(shù)；
45. input_dev->open=samsung_keypad_open;
46. input_dev->close=samsung_keypad_close;
48. input_dev->evbit[0]=BIT_MASK(EV_KEY);
49. if(!pdata->no_autorepeat)
50. input_dev->evbit[0]|=BIT_MASK(EV_REP);
52. input_set_capability(input_dev,EV_MSC,MSC_SCAN);
54. input_dev->keycode=keypad->keycodes;
55. input_dev->keycodesize=sizeof(keypad->keycodes[0]);
56. input_dev->keycodemax=pdata->rows<<row_shift;
58. matrix_keypad_build_keymap(keymap_data,row_shift,
59. input_dev->keycode,input_dev->keybit);
61. keypad->irq=platform_get_irq(pdev,0);
62. if(keypad->irq<0){
63. error=keypad->irq;
64. gotoerr_put_clk;
65. }
66. //（3）、中斷函數(shù)注冊(cè)；
67. error=request_threaded_irq(keypad->irq,NULL,samsung_keypad_irq,
68. IRQF_ONESHOT,dev_name(&pdev->dev),keypad);
69. if(error){
70. dev_err(&pdev->dev,"failedtoregisterkeypadinterruptn");
71. gotoerr_put_clk;
72. }
73. //（4）、input驅(qū)動(dòng)注冊(cè)。
74. error=input_register_device(keypad->input_dev);
75. if(error)
76. gotoerr_free_irq;
78. device_init_wakeup(&pdev->dev,pdata->wakeup);
79. platform_set_drvdata(pdev,keypad);
80. return0;
82. ………………
83. }

（1）、input參數(shù)初始化；

（2）、打開(kāi)、關(guān)閉函數(shù)；

1. input_dev->open=samsung_keypad_open;
2. staticintsamsung_keypad_open(structinput_dev*input_dev)
3. {
4. structsamsung_keypad*keypad=input_get_drvdata(input_dev);
5. samsung_keypad_start(keypad);
6. return0;
7. }
8. 其實(shí)open函數(shù)調(diào)用samsung_keypad_start（）函數(shù)，對(duì)按鍵的寄存器一些操作，如下面寄存器列表中的。
9. staticvoidsamsung_keypad_start(structsamsung_keypad*keypad)
10. {
11. unsignedintval;
13. keypad->stopped=false;
14. clk_enable(keypad->clk);
16. val=readl(keypad->base+SAMSUNG_KEYIFCON);
17. val|=SAMSUNG_KEYIFCON_INT_F_EN|SAMSUNG_KEYIFCON_INT_R_EN;
18. writel(val,keypad->base+SAMSUNG_KEYIFCON);
20. writel(0,keypad->base+SAMSUNG_KEYIFCOL);
21. }

（3）、中斷函數(shù)注冊(cè)；

1. error=request_threaded_irq(keypad->irq,NULL,samsung_keypad_irq,IRQF_ONESHOT,dev_name(&pdev->dev),keypad);

request_threaded_irq這個(gè)函數(shù)也許我們比較陌生，可是看下下面一個(gè)函數(shù)也許就不難理解了：

1. staticinlineint__must_check
2. request_irq(unsignedintirq,irq_handler_thandler,unsignedlongflags,
3. constchar*name,void*dev)
4. {
5. returnrequest_threaded_irq(irq,handler,NULL,flags,name,dev);
6. }

（4）、input驅(qū)動(dòng)注冊(cè),input驅(qū)動(dòng)比較重要，觸摸屏、按鍵、gsensor、battery等都是通過(guò)input子系統(tǒng)上報(bào)的。

2、中斷函數(shù)：samsung_keypad_irq分析，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，調(diào)用這個(gè)函數(shù)

1. staticirqreturn_tsamsung_keypad_irq(intirq,void*dev_id)
2. {
3. structsamsung_keypad*keypad=dev_id;
5. unsignedintrow_state[SAMSUNG_MAX_COLS];
6. unsignedintval;
7. boolkey_down;
8. do{
9. val=readl(keypad->base+SAMSUNG_KEYIFSTSCLR);
11. //（1）、清除中斷；
12. writel(~0x0,keypad->base+SAMSUNG_KEYIFSTSCLR);
13. //（2）、掃描行列值，寫(xiě)入寄存器；
14. samsung_keypad_scan(keypad,row_state);
15. //（3）、鍵值上報(bào)，這是函數(shù)的主要部分了；
16. key_down=samsung_keypad_report(keypad,row_state);
17. //（4）、延時(shí)去抖動(dòng)；
18. if(key_down)
19. wait_event_timeout(keypad->wait,keypad->stopped,
20. msecs_to_jiffies(50));
21. }while(key_down&&!keypad->stopped);
22. returnIRQ_HANDLED;
23. }

（1）、清除中斷；

（2）、掃描行列值，寫(xiě)入寄存器（后面分析）；

（3）、鍵值上報(bào)，這是函數(shù)的主要部分了（后面分析）；

（4）、延時(shí)去抖動(dòng)，如果有按鍵按下，有一個(gè)段時(shí)間的延時(shí)，看是否真正有按鍵，這就是所說(shuō)的去抖動(dòng)；

3、當(dāng)按鍵按下時(shí)，行列值的掃描函數(shù)samsung_keypad_scan執(zhí)行，寫(xiě)入相應(yīng)行列寄存器

上圖我們知道，對(duì)于矩陣鍵盤(pán)，主控有專門(mén)的接口，也有相應(yīng)的寄存器，

1. staticvoidsamsung_keypad_scan(structsamsung_keypad*keypad,
2. unsignedint*row_state)
3. {
4. structdevice*dev=keypad->input_dev->dev.parent;
5. unsignedintcol;
6. unsignedintval;
7. for(col=0;col<keypad->cols;col++){
8. if(samsung_keypad_is_s5pv210(dev)){
9. val=S5PV210_KEYIFCOLEN_MASK;
10. val&=~(1<<col)<<8;
11. }else{
12. val=SAMSUNG_KEYIFCOL_MASK;
13. val&=~(1<<col);
14. }
15. writel(val,keypad->base+SAMSUNG_KEYIFCOL);
16. mdelay(1);
17. val=readl(keypad->base+SAMSUNG_KEYIFROW);
18. row_state[col]=~val&((1<<keypad->rows)-1);
19. }
21. writel(0,keypad->base+SAMSUNG_KEYIFCOL);
22. }

4、通過(guò)掃描鍵值寫(xiě)入相應(yīng)寄存器，然后通過(guò)

1. staticboolsamsung_keypad_report(structsamsung_keypad*keypad,
2. unsignedint*row_state)
3. {
4. structinput_dev*input_dev=keypad->input_dev;
5. unsignedintchanged;
6. unsignedintpressed;
7. unsignedintkey_down=0;
8. unsignedintval;
9. unsignedintcol,row;
11. for(col=0;col<keypad->cols;col++){
12. changed=row_state[col]^keypad->row_state[col];
13. key_down|=row_state[col];
14. if(!changed)
15. continue;
16. for(row=0;row<keypad->rows;row++){
17. if(!(changed&(1<<row)))
18. continue;
19. pressed=row_state[col]&(1<<row);
20. dev_dbg(&keypad->input_dev->dev,
21. "key%s,row:%d,col:%dn",
22. pressed?"pressed":"released",row,col);
23. //（1）、得到按鍵在矩陣中的位置；
24. val=MATRIX_SCAN_CODE(row,col,keypad->row_shift);
25. printk("key%s,row:%d,col:%dn",pressed?"pressed":"released",row,col);
26. printk("testbyxu_binforval=%d,key=%dn",val,keypad->keycodes[val]);
27. input_event(input_dev,EV_MSC,MSC_SCAN,val);
28. //（2）、上報(bào)鍵值keypad->keycodes[val]；
29. input_report_key(input_dev,
30. keypad->keycodes[val],pressed);
31. }
32. //（3）、input上報(bào)后同步；
33. input_sync(keypad->input_dev);
34. }
35. memcpy(keypad->row_state,row_state,sizeof(keypad->row_state));
36. returnkey_down;
37. }

（1）、#defineMATRIX_SCAN_CODE(row, col, row_shift) (((row)<<(row_shift)) + (col))

row_shift = 3

如：row = 1; col = 6; row_shift= 3

val = MATRIX_SCAN_CODE(row,col,keypad->row_shift) = ((1)<<(3)+(6)) = 14;

就相當(dāng)于：（1，6）這個(gè)數(shù)組里面的值：48

printk("key %s, row: %d,col:%dn",pressed ? "pressed" : "released", row, col);

printk("test by xu_bin forval =%d,key = %dn",val,keypad->keycodes[val]);

（3）、input上報(bào)后同步，這個(gè)和input子系統(tǒng)相關(guān)。

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