原标题：FS2410开发板上的按键驱动程序（1）—基础知识

　　作者：赵明，华清远见嵌入式学院讲师。

　　中断编程基础

　　实际上，有很多Linux的驱动都是通过中断的方式来进行内核和硬件的交互。中断机制提供了硬件和软件之间异步传递信息的方式。硬件设备在发生某个事件时通过中断通知软件进行处理。中断实现了硬件设备按需获得处理器关注的机制，与查询方式相比可以大大节省CPU资源的开销。

　　在此将介绍在驱动程序中用于申请中断的request_irq()调用，和用于释放中断的free_irq()调用。request_irq()函数调用的格式如下所示：

　　int request_irq(unsigned int irq,

　　void (*handler)(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs),

　　unsigned long irqflags, const char * devname, oid *dev_id);

　　其中irq是要申请的硬件中断号。在Intel平台，范围是0～15。

　　参数handler为将要向系统注册的中断处理函数。这是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，传入的参数包括硬件中断号、设备id以及寄存器值。设备id就是在调用request_irq()时传递给系统的参数dev_id。

　　参数irqflags是中断处理的一些属性，其中比较重要的有SA_INTERRUPT。这个参数用于标明中断处理程序是快速处理程序(设置SA_INTERRUPT)还是慢速处理程序(不设置SA_INTERRUPT)。快速处理程序被调用时屏蔽所有中断。慢速处理程序只屏蔽正在处理的中断。还有一个SA_SHIRQ属性，设置了以后运行多个设备共享中断，在中断处理程序中根据dev_id区分不同设备产生的中断。

　　参数devname为设备名，会在/dev/interrupts中显示。

　　参数dev_id在中断共享时会用到。一般设置为这个设备的device结构本身或者NULL。中断处理程序可以用dev_id找到相应的控制这个中断的设备，或者用irq2dev_map()找到中断对应的设备。

　　释放中断的free_irq()函数调用的格式如下所示。该函数的参数与request_irq()相同。

　　void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);

　　按键工作原理

　　LED和蜂鸣器是最简单的GPIO的应用，都不需要任何外部输入或控制。按键同样使用GPIO接口，但按键本身需要外部的输入，即在驱动程序中要处理外部中断。按键硬件驱动原理图如图1所示。在图1的4 X 4矩阵按键(K1~K16)电路中，使用4个输入/输出端口(EINT0、EINT2、EINT11和EINT19)和4个输出端口(KSCAN0~KSCAN3)。

　　图1 按键驱动电路原理图

　　按键驱动电路使用的端口和对应的寄存器如表11-18所示。

　　表1 按键电路的主要端口

　　因为通常中断端口是比较珍贵且有限的资源，所以在本电路设计中，16个按键复用了4个中断线。那怎么样才能及时而准确地对矩阵按键进行扫描呢?

　　某个中断的产生表示，与它所对应的矩阵行的4个按键中，至少有一个按键被按住了。因此可以通过查看产生了哪个中断，来确定在矩阵的哪一行中发生了按键操作(按住或释放)。例如，如果产生了外部2号线中断(EINT2变为低电平)，则表示K7、K8、K9和K15中至少有一个按键被按住了。这时候4个EINT端口应该通过GPIO配置寄存器被设置为外部中断端口，而且4个KSCAN端口的输出必须为低电平。

　　在确定按键操作所在行的位置之后，我们还得查看按键操作所在列的位置。此时要使用KSCAN端口组，同时将4个EINT端口配置为通用输入端口(而不是中断端口)。在4个KSCAN端口中，轮流将其中某一个端口的输出置为低电平，其他3个端口的输出置为高电平。这样逐列进行扫描，直到按键所在列的KSCAN端口输出为低电平，此时按键操作所在行的EINT管脚的输入端口的值会变成低电平。例如，在确认产生了外部2号中断之后，进行逐列扫描。若发现在KSCAN1为低电平时(其他端口输出均为高电平)，GPF2(EINT2管脚的输入端口)变为低电平，则可以断定按键K8被按住了。

　　以上的讨论都是在按键的理想状态下进行的，但实际的按键动作会在短时间(几毫秒至几十毫秒)内产生信号抖动。例如，当按键被按下时，其动作就像弹簧的若干次往复运动，将产生几个脉冲信号。一次按键操作将会产生若干次按键中断，从而会产生抖动现象。因此驱动程序中必须要解决去除抖动所产生的毛刺信号的问题。