1 引言
　　隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息家電和各式各樣的移動(dòng)終端得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在這些人機(jī)交互（ HMI）較頻繁的嵌入式系統(tǒng)中，鍵盤(pán)是一種應(yīng)用昀為廣泛的輸入設(shè)備。由于嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、專(zhuān)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此嵌入式鍵盤(pán)常常要求具有特殊的工作方式和特定的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。
　　本文討論了基于 ADSP-BF561的非編碼矩陣鍵盤(pán)的硬件設(shè)計(jì)，并詳細(xì)闡述和分析了鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)中的關(guān)鍵問(wèn)題。ADSP-BF561是 Analog Devices Inc.推出的針對(duì)多媒體和通信應(yīng)用方面的一款高性能 DSP產(chǎn)品，具有快速的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的外設(shè)接口，已廣泛使用在各種網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用中。
　　該鍵盤(pán)設(shè)計(jì)已應(yīng)用于一款以 uClinux 2.6和 ADSP-BF561作為軟硬件核心的網(wǎng)絡(luò)視頻電話(huà)終端產(chǎn)品，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。
　　2 硬件設(shè)計(jì)方案
　　鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)通常有兩種形式：線(xiàn)性鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)。在線(xiàn)性鍵盤(pán)中，每個(gè)按鍵都和一個(gè) I/O口連接，資源利用率不高，一般只適用于按鍵較少的場(chǎng)合。矩陣鍵盤(pán)連接方式利用（N+M）個(gè) I/O口，可以輸入 （N×M）個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)。根據(jù)矩陣鍵盤(pán)識(shí)別鍵值方式的不同，又可分為編碼式鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)兩種。
　　本設(shè)計(jì)采用非編碼矩陣鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)。鍵盤(pán)電路由 5根行線(xiàn)和 6根列線(xiàn)組成，共使用 BF561的 11個(gè) GPIO（General purpose I/O port，通用輸入輸出）口，其接口電路如圖 1所示。
　　
　　圖1鍵盤(pán)接口電路圖
　　該矩陣電路的 5個(gè)行引腳分別被接到 BF561的 GPIO43-GPIO47端口上，并且這五個(gè)端口被配置成輸入口，共用一個(gè)中斷源。同時(shí)，將 6根列線(xiàn)分別接到 BF561的GPIO37-GPIO42端口上，配置為輸出口。在矩陣鍵盤(pán)中，每條水平線(xiàn)和垂直線(xiàn)在交叉處都不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)鍵按下，由于列線(xiàn)輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線(xiàn)（行線(xiàn)）就會(huì)被拉低，這樣便可以通過(guò) GPIO口產(chǎn)生中斷，通知處理器有鍵按下。
　　3 鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
　　本設(shè)計(jì)利用 GPIO口來(lái)直接掃描矩陣鍵盤(pán)，從而簡(jiǎn)化了掃描電路的設(shè)計(jì)，降低了成本，但鍵盤(pán)的消抖、掃描等問(wèn)題都需由軟件來(lái)妥善解決。
　　3.1 按鍵消抖
　　當(dāng)按鍵被按下或抬起的瞬間，由于觸點(diǎn)的彈性作用，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械抖動(dòng)，一般持續(xù)幾毫秒到十幾毫秒。這種抖動(dòng)對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)是感覺(jué)不到的，但嵌入式系統(tǒng)微處理器的運(yùn)行速度（即便是采用低速晶振）相對(duì)于人的手動(dòng)動(dòng)作是非常迅速的（處理器的速度是在微秒級(jí)，而機(jī)械抖動(dòng)的時(shí)間至少是毫秒級(jí)的）。因此，有可能只按了一次按鍵，可是處理器卻已執(zhí)行了多次中斷的操作。
　　為了避免將用戶(hù)的一次按鍵誤當(dāng)作幾次按鍵來(lái)處理，必須要想辦法去掉這種抖動(dòng)。本文通過(guò) uClinux提供的定時(shí)器機(jī)制，利用定時(shí)時(shí)間取代傳統(tǒng)的忙等方法，提高了系統(tǒng)的性能。當(dāng)鍵盤(pán)上有鍵被按下時(shí)，鍵盤(pán)中斷處理程序被觸發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)流程如下：
　　static void key_enter_irq（int idx， void *id）
　　{
　　關(guān)中斷；
　　kbd_Scan_timer.expires = jiffies + 2; //指定定時(shí)器到期的時(shí)間
　　add_timer（&kbd_Scan_timer）; //將一個(gè) timer_list對(duì)象掛入定時(shí)器隊(duì)列
　　}
　　該定時(shí)器對(duì)象（kbd_Scan_timer）需在模塊初始化函數(shù)中定義，并指定相應(yīng)的處理函數(shù)。當(dāng)定時(shí)器到期時(shí)，內(nèi)核就執(zhí)行指定的函數(shù)，完成以下一些工作：掃描鍵盤(pán)，得到被按下鍵的掃描碼，查表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的鍵值后送入指定緩沖區(qū)中，開(kāi)中斷并等待應(yīng)用程序接收。
　　3.2 鍵值掃描
　　在確定有鍵被按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。驅(qū)動(dòng)程序中采用掃描法實(shí)現(xiàn)按鍵的確定。由于行線(xiàn)連接在 GPIO的輸入口，且共用一個(gè)中斷輸入口，因此，在中斷到來(lái)時(shí)，需要確定被按下的鍵在哪一行哪一列。