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電子發燒友網>電子資料下載>DSP>ADSP-BF561的嵌入式鍵盤設計方案分析

ADSP-BF561的嵌入式鍵盤設計方案分析

2017-10-24 | rar | 0.3 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

 1 引言
  隨著電子信息技術的飛速發展,信息家電和各式各樣的移動終端得到越來越廣泛的應用。在這些人機交互( HMI)較頻繁的嵌入式系統中,鍵盤是一種應用昀為廣泛的輸入設備。由于嵌入式系統具有功耗低、體積小、專用性強等特點,因此嵌入式鍵盤常常要求具有特殊的工作方式和特定的驅動設計。
  本文討論了基于 ADSP-BF561的非編碼矩陣鍵盤的硬件設計,并詳細闡述和分析了鍵盤驅動程序實現中的關鍵問題。ADSP-BF561是 Analog Devices Inc.推出的針對多媒體和通信應用方面的一款高性能 DSP產品,具有快速的數據處理能力和豐富的外設接口,已廣泛使用在各種網絡多媒體應用中。
  該鍵盤設計已應用于一款以 uClinux 2.6和 ADSP-BF561作為軟硬件核心的網絡視頻電話終端產品,在實際應用中表現出較好的穩定性和實時性。
  2 硬件設計方案
  鍵盤的結構通常有兩種形式:線性鍵盤和矩陣鍵盤。在線性鍵盤中,每個按鍵都和一個 I/O口連接,資源利用率不高,一般只適用于按鍵較少的場合。矩陣鍵盤連接方式利用(N+M)個 I/O口,可以輸入 (N×M)個按鍵開關。根據矩陣鍵盤識別鍵值方式的不同,又可分為編碼式鍵盤和非編碼鍵盤兩種。
  本設計采用非編碼矩陣鍵盤實現。鍵盤電路由 5根行線和 6根列線組成,共使用 BF561的 11個 GPIO(General purpose I/O port,通用輸入輸出)口,其接口電路如圖 1所示。
  ADSP-BF561的嵌入式鍵盤設計方案分析
  圖1鍵盤接口電路圖
  該矩陣電路的 5個行引腳分別被接到 BF561的 GPIO43-GPIO47端口上,并且這五個端口被配置成輸入口,共用一個中斷源。同時,將 6根列線分別接到 BF561的GPIO37-GPIO42端口上,配置為輸出口。在矩陣鍵盤中,每條水平線和垂直線在交叉處都不直接連通,而是通過一個按鍵加以連接。當按鍵沒有按下時,所有的輸入端都是高電平,代表無鍵按下,由于列線輸出是低電平,一旦有鍵按下,則輸入線(行線)就會被拉低,這樣便可以通過 GPIO口產生中斷,通知處理器有鍵按下。
  3 鍵盤驅動的實現
  本設計利用 GPIO口來直接掃描矩陣鍵盤,從而簡化了掃描電路的設計,降低了成本,但鍵盤的消抖、掃描等問題都需由軟件來妥善解決。
  3.1 按鍵消抖
  當按鍵被按下或抬起的瞬間,由于觸點的彈性作用,會產生機械抖動,一般持續幾毫秒到十幾毫秒。這種抖動對于用戶來說是感覺不到的,但嵌入式系統微處理器的運行速度(即便是采用低速晶振)相對于人的手動動作是非常迅速的(處理器的速度是在微秒級,而機械抖動的時間至少是毫秒級的)。因此,有可能只按了一次按鍵,可是處理器卻已執行了多次中斷的操作。
  為了避免將用戶的一次按鍵誤當作幾次按鍵來處理,必須要想辦法去掉這種抖動。本文通過 uClinux提供的定時器機制,利用定時時間取代傳統的忙等方法,提高了系統的性能。當鍵盤上有鍵被按下時,鍵盤中斷處理程序被觸發,其主要實現流程如下:
  static void key_enter_irq(int idx, void *id)
  {
  關中斷;
  kbd_Scan_timer.expires = jiffies + 2; //指定定時器到期的時間
  add_timer(&kbd_Scan_timer); //將一個 timer_list對象掛入定時器隊列
  }
  該定時器對象(kbd_Scan_timer)需在模塊初始化函數中定義,并指定相應的處理函數。當定時器到期時,內核就執行指定的函數,完成以下一些工作:掃描鍵盤,得到被按下鍵的掃描碼,查表轉換成相應的鍵值后送入指定緩沖區中,開中斷并等待應用程序接收。
  3.2 鍵值掃描
  在確定有鍵被按下后,即可進入確定具體閉合鍵的過程。驅動程序中采用掃描法實現按鍵的確定。由于行線連接在 GPIO的輸入口,且共用一個中斷輸入口,因此,在中斷到來時,需要確定被按下的鍵在哪一行哪一列。
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