嵌入式Linux开发24——Linux 按键输入实验
文章目录
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- Linux 下按键驱动原理
- 程序编写
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- 1.修改设备树文件
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- 1.1 添加 pinctrl 节点
- 1.2 添加 KEY 设备节点
- 1.3 检查 PIN 是否被其他外设使用
- 2.按键驱动程序编写
- 3.编写测试 APP
- 运行测试
之前章我们都是使用的 GPIO 输出功能，还没有用过 GPIO 输入功能，本章我们就来学习一下如果在 Linux 下编写 GPIO 输入驱动程序，我们使用上一篇博客讲述的原子操作来对按键值进行保护。
Linux 下按键驱动原理
按键驱动和 LED 驱动原理上来讲基本都是一样的，都是操作 GPIO，只不过一个是读取GPIO 的高低电平，一个是从 GPIO 输出高低电平。本文我们实现按键输入，在驱动程序中使用一个整形变量来表示按键值，应用程序通过 read 函数来读取按键值，判断按键有没有按下。在这里，这个保存按键值的变量就是个共享资源，驱动程序要向其写入按键值，应用程序要读取按键值。所以我们要对其进行保护，对于整形变量而言我们首选的就是原子操作，使用原子操作对变量进行赋值以及读取。 Linux 下的按键驱动原理很简单，接下来开始编写驱动。
注意，本篇文章内容只是为了演示 Linux 下 GPIO 输入驱动的编写，实际中的按键驱动并不会采用本文中所讲解的方法， Linux 下的 input 子系统专门用于输入设备！
程序编写
1.修改设备树文件
1.1 添加 pinctrl 节点
开发板上的KEY 使用了 UART1_CTS_B 这个 PIN，打开 imx6ull-14x14-evk.dts，在 iomuxc 节点的 imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_key”的子节点，节点内容如下所示：
pinctrl_key: keygrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART1_CTS_B__GPIO1_IO18 0xF080 /* KEY0 */
>;
};
1.2 添加 KEY 设备节点
在根节点“/”下创建 KEY 节点，节点名为“key”，节点内容如下：
key {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-key";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* KEY0 */
status = "okay";
};
1.3 检查 PIN 是否被其他外设使用
在本文实验中蜂鸣器使用的 PIN 为 UART1_CTS_B，因此先检查 PIN 为 UART1_CTS_B 这个 PIN 有没有被其他的 pinctrl 节点使用，如果有使用的话就要屏蔽掉，然后再检查 GPIO1_IO18这个 GPIO 有没有被其他外设使用，如果有的话也要屏蔽掉。
设备树编写完成以后使用“ make dtbs”命令重新编译设备树，然后使用新编译出来的imx6ull-14x14-evk.dtb 文件启动 Linux 系统。启动成功以后进入“/proc/device-tree”目录中查看“key”节点是否存在，如果存在的话就说明设备树基本修改成功(具体还要驱动验证)，结果如图所示：
2.按键驱动程序编写
#include 结构体 key_dev 为按键的设备结构体，原子变量 keyvalue 用于记录按键值。函数 keyio_init 用于初始化按键，从设备树中获取按键的 gpio 信息，然后设置为输入。将按键的初始化代码提取出来，将其作为独立的一个函数有利于提高程序的模块化设计。
key_read 函数，应用程序通过 read 函数读取按键值的时候此函数就会执行。读取按键 IO 的电平时，如果为 0 的话就表示按键按下了，如果按键按下的话就等待按键释放。按键释放以后标记按键值为KEY0VALUE。
3.编写测试 APP
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
/* 定义按键值 */
#define KEY0VALUE 0XF0
#define INVAKEY 0X00
/*
* @description : main主程序
* @param - argc : argv数组元素个数
* @param - argv : 具体参数
* @return : 0 成功;其他 失败
*/
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, ret;
char *filename;
int keyvalue;
if(argc != 2){
printf("Error Usage!\r\n");
return -1;
}
filename = argv[1];
/* 打开key驱动 */
fd = open(filename, O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
return -1;
}
/* 循环读取按键值数据！ */
while(1) {
read(fd, &keyvalue, sizeof(keyvalue));
if (keyvalue == KEY0VALUE) { /* KEY0 */
printf("KEY0 Press, value = %#X\r\n", keyvalue); /* 按下 */
}
}
ret= close(fd); /* 关闭文件 */
if(ret < 0){
printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);
return -1;
}
return 0;
}
循环读取/dev/key 文件，也就是循环读取按键值，并且将按键值打印出来。
运行测试
将编译出来的 key.ko 和 keyApp 这两个文件拷贝到 rootfs/lib/modules/4.1.15 目录中，重启开发板，进入到目录 lib/modules/4.1.15 中，输入如下命令加载 key.ko 驱动模块：
depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe key.ko //加载驱动
驱动加载成功以后如下命令来测试：
./keyApp /dev/key
输入上述命令以后终端显示如图所示：
按下开发板上的 KEY0 按键， keyApp 就会获取并且输出按键信息，如图所示：
当我们按下 KEY0 以后就会打印出“KEY0 Press, value = 0XF0”，表示按键按下。但是有时候按下一次 KEY0 但是会输出好几行“KEY0 Press,value = 0XF0”，这是因为我们的代码没有做按键消抖处理。