關(guān)鍵詞：android 按鍵 矩陣按鍵 AD按鍵
平臺信息:
內核：linux2.6/linux3.0
系統：android/android4.0
平臺：S5PV310(samsung exynos4210)
作者：xubin341719(歡迎轉載，請注明作者)
一、硬件部分：
1、矩陣按鍵、IO按鍵、AD按鍵
這個(gè)知識相對來(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)基礎部分我們在這里也說(shuō)一下。
（1）、矩陣按鍵
記得上大學(xué)時(shí)學(xué)單片機時(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)上圖標號為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，同理標號為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，就是如果按鍵比較多的時(shí)候比較節省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，判斷按鍵比較準確；
缺點(diǎn)：程序上相對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(huà)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)候判斷不準確，所以在程序中要多加檢測AD值的次數。
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：
行 | XGNSS_GPIO_3/KP_COL3 XGNSS_GPIO_4/KP_COL4 XGNSS_GPIO_5/KP_COL5 XGNSS_GPIO_6/KP_COL6 XGNSS_GPIO_7/KP_COL7 |
列 | XEINT17/KP_ROW1 |
我們這里1*5= 5也沒(méi)有節省多少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?，硬件上不用改，軟件上也不用改，從這一點(diǎn)也可以看出我們國內做技術(shù)這個(gè)行業(yè)的有點(diǎn)……不太深入呀，整天老板在催，可是我們在細節上做不太好呀。三星在IO矩陣也有專(zhuān)用接口，所以就“奢侈”一次，用1*5的矩陣來(lái)實(shí)現5個(gè)按鍵。
3、S5PV310的矩陣按鍵接口
看一下芯片上的專(zhuān)用接口,如下圖，全用的話(huà)有點(diǎn)多。
關(guān)于專(zhuān)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、列設定，和上報鍵值設定
在android-kernel-samsung-dev/arch/arm/mach-exynos/mach-smdkv310.c中
- static uint32_t smdkv310_keymap[] __initdata = {
- /* KEY(row, col, keycode) */
- KEY(0, 3, KEY_1), KEY(0, 4, KEY_2), KEY(0, 5, KEY_3),
- KEY(0, 6, KEY_4), KEY(0, 7, KEY_5),
- KEY(1, 3, KEY_A), KEY(1, 4, KEY_C), KEY(1, 5, KEY_E),
- KEY(1, 6, KEY_B), KEY(1, 7, KEY_D)//（1）、鍵值初始化；
- };
-
- static struct matrix_keymap_data smdkv310_keymap_data __initdata = {
- .keymap = smdkv310_keymap,
- .keymap_size = ARRAY_SIZE(smdkv310_keymap),
- };
- static struct samsung_keypad_platdata smdkv310_keypad_data __initdata = {
- .keymap_data = &smdkv310_keymap_data,
- .rows = 2, //(2)、行、列設定，8行、2列，其實(shí)我們只用了5行、1列；
- .cols = 8,
- };
- static void __init smdkv310_machine_init(void)
- {
- samsung_keypad_set_platdata(&smdkv310_keypad_data); //(3)、平臺設備初始化；
- }
（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：
- #define MATRIX_MAX_ROWS 32
- #define MATRIX_MAX_COLS 32
- #define KEY(row, col, val) ((((row) & (MATRIX_MAX_ROWS - 1)) << 24) |\
- (((col) & (MATRIX_MAX_COLS - 1)) << 16) |\
- ((val) & 0xffff))
keycode的值在android-kernel-samsung-dev/include/linux/input.h中有定義,如下：
- #define KEY_RESERVED 0
- #define KEY_ESC 1
- #define KEY_1 2
- #define KEY_2 3
- #define KEY_3 4
- #define KEY_4 5
- #define KEY_5 6
- #define KEY_6 7
- #define KEY_7 8
- #define KEY_8 9
- #define KEY_9 10
- #define KEY_0 11
- #define KEY_MINUS 12
- #define KEY_EQUAL 13
- #define KEY_BACKSPACE 14
- #define KEY_TAB 15
- #define KEY_Q 16
- #define KEY_W 17
- #define KEY_E 18
- #define KEY_R 19
- #define KEY_T 20
- #define KEY_Y 21
- #define KEY_U 22
（2）、行列設定；
（3）、平臺設備初始化；
- samsung_keypad_set_platdata(&smdkv310_keypad_data)。
二、上面設定的keycode鍵值和上層相對應
4.0.3_r1/device/samsung/smdkv310/samsung-keypad.kl中
- key 2 DPAD_UP WAKE_DROPPED
- key 3 DPAD_CENTER WAKE_DROPPED
- key 4 DPAD_DOWN WAKE_DROPPED
- key 5 DPAD_RIGHT WAKE_DROPPED
- key 6 DPAD_LEFT WAKE_DROPPED
- key 18 VOLUME_DOWN WAKE
- key 30 HOME WAKE_DROPPED
- key 32 MENU WAKE_DROPPED
- key 46 VOLUME_UP WAKE
- key 48 BACK WAKE_DROPPED
- key 10 POWER WAKE
總體對應圖：
以KEY_A為例，KEY_A 30最終和上層的keypad.kl中的30 HOME相對應
三、矩陣鍵盤(pán)驅動(dòng)程序分析
android-kernel-samsung-dev/drivers/input/keyboard/samsung-keypad.c
1、probe函數分析：
- static int __devinit samsung_keypad_probe(struct platform_device *pdev)
- {
- const struct samsung_keypad_platdata *pdata;
- const struct matrix_keymap_data *keymap_data;
- struct samsung_keypad *keypad;
- struct resource *res;
- struct input_dev *input_dev;
- unsigned int row_shift;
- unsigned int keymap_size;
- int error;
- ………………
- keymap_size = (pdata->rows << row_shift) * sizeof(keypad->keycodes[0]);
-
- keypad = kzalloc(sizeof(*keypad) + keymap_size, GFP_KERNEL);
- input_dev = input_allocate_device();
- if (!keypad || !input_dev) {
- error = -ENOMEM;
- goto err_free_mem;
- }
-
- res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
- if (!res) {
- error = -ENODEV;
- goto err_free_mem;
- }
-
- keypad->base = ioremap(res->start, resource_size(res));
- if (!keypad->base) {
- error = -EBUSY;
- goto err_free_mem;
- }
- …………
- //（1）、input參數初始化；
- keypad->input_dev = input_dev;
- keypad->row_shift = row_shift;
- keypad->rows = pdata->rows;
- keypad->cols = pdata->cols;
- init_waitqueue_head(&keypad->wait);
-
- input_dev->name = pdev->name;
- input_dev->id.bustype = BUS_HOST;
- input_dev->dev.parent = &pdev->dev;
- input_set_drvdata(input_dev, keypad);
- //（2）、打開(kāi)、關(guān)閉函數；
- input_dev->open = samsung_keypad_open;
- input_dev->close = samsung_keypad_close;
-
- input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY);
- if (!pdata->no_autorepeat)
- input_dev->evbit[0] |= BIT_MASK(EV_REP);
-
- input_set_capability(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN);
-
- input_dev->keycode = keypad->keycodes;
- input_dev->keycodesize = sizeof(keypad->keycodes[0]);
- input_dev->keycodemax = pdata->rows << row_shift;
-
- matrix_keypad_build_keymap(keymap_data, row_shift,
- input_dev->keycode, input_dev->keybit);
-
- keypad->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
- if (keypad->irq < 0) {
- error = keypad->irq;
- goto err_put_clk;
- }
- //（3）、中斷函數注冊；
- error = request_threaded_irq(keypad->irq, NULL, samsung_keypad_irq,
- IRQF_ONESHOT, dev_name(&pdev->dev), keypad);
- if (error) {
- dev_err(&pdev->dev, "failed to register keypad interrupt\n");
- goto err_put_clk;
- }
- //（4）、input驅動(dòng)注冊。
- error = input_register_device(keypad->input_dev);
- if (error)
- goto err_free_irq;
-
- device_init_wakeup(&pdev->dev, pdata->wakeup);
- platform_set_drvdata(pdev, keypad);
- return 0;
-
- ………………
- }
（1）、input參數初始化；
（2）、打開(kāi)、關(guān)閉函數；
- input_dev->open = samsung_keypad_open;
- static int samsung_keypad_open(struct input_dev *input_dev)
- {
- struct samsung_keypad *keypad = input_get_drvdata(input_dev);
- samsung_keypad_start(keypad);
- return 0;
- }
- 其實(shí)open函數調用samsung_keypad_start（）函數，對按鍵的寄存器一些操作，如下面寄存器列表中的。
- static void samsung_keypad_start(struct samsung_keypad *keypad)
- {
- unsigned int val;
- /* Tell IRQ thread that it may poll the device. */
- keypad->stopped = false;
- clk_enable(keypad->clk);
- /* Enable interrupt bits. */
- val = readl(keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCON);
- val |= SAMSUNG_KEYIFCON_INT_F_EN | SAMSUNG_KEYIFCON_INT_R_EN;
- writel(val, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCON);
- /* KEYIFCOL reg clear. */
- writel(0, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCOL);
- }
（3）、中斷函數注冊；
- error=request_threaded_irq(keypad->irq,NULL, samsung_keypad_irq,IRQF_ONESHOT, dev_name(&pdev->dev), keypad);
request_threaded_irq這個(gè)函數也許我們比較陌生，可是看下下面一個(gè)函數也許就不難理解了：
- static inline int __must_check
- request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,
- const char *name, void *dev)
- {
- return request_threaded_irq(irq, handler, NULL, flags, name, dev);
- }
這個(gè)函數跟中斷的作用是一樣的，keypad->irq= platform_get_irq(pdev, 0);于中段號，當有按鍵按下時(shí)，會(huì )跳到中斷函數，samsung_keypad_irq中；
（4）、input驅動(dòng)注冊,input驅動(dòng)比較重要，觸摸屏、按鍵、gsensor、battery等都是通過(guò)input子系統上報的。
2、中斷函數： samsung_keypad_irq分析，當有按鍵按下時(shí)，調用這個(gè)函數
- static irqreturn_t samsung_keypad_irq(int irq, void *dev_id)
- {
- struct samsung_keypad *keypad = dev_id;
-
- unsigned int row_state[SAMSUNG_MAX_COLS];
- unsigned int val;
- bool key_down;
- do {
- val = readl(keypad->base + SAMSUNG_KEYIFSTSCLR);
- /* Clear interrupt. */
- //（1）、清除中斷；
- writel(~0x0, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFSTSCLR);
- //（2）、掃描行列值，寫(xiě)入寄存器；
- samsung_keypad_scan(keypad, row_state);
- //（3）、鍵值上報，這是函數的主要部分了；
- key_down = samsung_keypad_report(keypad, row_state);
- //（4）、延時(shí)去抖動(dòng)；
- if (key_down)
- wait_event_timeout(keypad->wait, keypad->stopped,
- msecs_to_jiffies(50));
- } while (key_down && !keypad->stopped);
- return IRQ_HANDLED;
- }
（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，這是函數的主要部分了（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、當按鍵按下時(shí)，行列值的掃描函數samsung_keypad_scan執行，寫(xiě)入相應行列寄存器
上圖我們知道，對于矩陣鍵盤(pán)，主控有專(zhuān)門(mén)的接口，也有相應的寄存器，
- static void samsung_keypad_scan(struct samsung_keypad *keypad,
- unsigned int *row_state)
- {
- struct device *dev = keypad->input_dev->dev.parent;
- unsigned int col;
- unsigned int val;
- for (col = 0; col < keypad->cols; col++) {
- if (samsung_keypad_is_s5pv210(dev)) {
- val = S5PV210_KEYIFCOLEN_MASK;
- val &= ~(1 << col) << 8;
- } else {
- val = SAMSUNG_KEYIFCOL_MASK;
- val &= ~(1 << col);
- }
- writel(val, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCOL);
- mdelay(1);
- val = readl(keypad->base + SAMSUNG_KEYIFROW);
- row_state[col] = ~val & ((1 << keypad->rows) - 1);
- }
- /* KEYIFCOL reg clear */
- writel(0, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCOL);
- }
4、通過(guò)掃描鍵值寫(xiě)入相應寄存器，然后通過(guò)
- static bool samsung_keypad_report(struct samsung_keypad *keypad,
- unsigned int *row_state)
- {
- struct input_dev *input_dev = keypad->input_dev;
- unsigned int changed;
- unsigned int pressed;
- unsigned int key_down = 0;
- unsigned int val;
- unsigned int col, row;
-
- for (col = 0; col < keypad->cols; col++) {
- changed = row_state[col] ^ keypad->row_state[col];
- key_down |= row_state[col];
- if (!changed)
- continue;
- for (row = 0; row < keypad->rows; row++) {
- if (!(changed & (1 << row)))
- continue;
- pressed = row_state[col] & (1 << row);
- dev_dbg(&keypad->input_dev->dev,
- "key %s, row: %d, col: %d\n",
- pressed ? "pressed" : "released", row, col);
- //（1）、得到按鍵在矩陣中的位置；
- val = MATRIX_SCAN_CODE(row, col, keypad->row_shift);
- printk("key %s, row: %d, col: %d\n",pressed ? "pressed" : "released", row, col);
- printk("test by xu_bin for val = %d,key = %d\n",val,keypad->keycodes[val]);
- input_event(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN, val);
- //（2）、上報鍵值keypad->keycodes[val]；
- input_report_key(input_dev,
- keypad->keycodes[val], pressed);
- }
- //（3）、input上報后同步；
- input_sync(keypad->input_dev);
- }
- memcpy(keypad->row_state, row_state, sizeof(keypad->row_state));
- return key_down;
- }
（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;
就相當于：（1，6）這個(gè)數組里面的值：48
printk("key %s, row: %d, col:%d\n",pressed ? "pressed" : "released", row, col);
printk("test by xu_bin for val =%d,key = %d\n",val,keypad->keycodes[val]);
（2）、上報鍵值keypad->keycodes[val]，這個(gè)值是對于我們這個(gè)驅動(dòng)來(lái)說(shuō)的最終值；
（3）、input上報后同步，這個(gè)和input子系統相關(guān)。
這樣就完成了驅動(dòng)部分的上報。
