linux按键输入实验
文章目录
- 一、linux下按键驱动原理
- 二、硬件原理图分析
- 三、实验程序编写
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- 1.修改设备树文件
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- 1.添加 pinctrl 节点
- 2.添加key设备节点
- 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
- 四、运行测试
I.MX6U-ALPHA 开发板上有一个按键，我们就使用此按键来完成 GPIO 输入驱动程序，同时利用原子操作来对按键值进行保护。
一、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。
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，本章例程只是为了演示 Linux 下 GPIO 输入驱动的编写，实际中的按键驱动并不会采用本章中所讲解的方法，Linux 下的 input 子系统专门用于输入设备！
二、硬件原理图分析
三、实验程序编写
1.修改设备树文件
1.添加 pinctrl 节点
I.MX6U-ALPHA 开发板上的 KEY 使用了 UART1_CTS_B 这个 PIN，打开 imx6ull-luatao-emmc.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：
/* 添加对应key的节点 */
pinctrl_key: keygrp{
/* 具体的PIN信息*/
fsl,pins = <
/* 设备所使用的PIN配置信息*/
MX6UL_PAD_UART1_CTS_B__GPIO1_IO18 0xF080 /* key0*/
>;
};
将 GPIO_IO18 这个 PIN 复用为 GPIO1_IO18。
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 */
key{
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-key";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
/* 其他节点内容 */
key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>;
status = "okay";
};
pinctrl-0 属性设置 KEY 所使用的 PIN 对应的 pinctrl 节点。
key-gpio 属性指定了 KEY 所使用的 GPIO。
3.检查pin是否被其他外设使用
在本章实验中使用的 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-luatao-emmc.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)
2.按键驱动程序编写
设备树准备好以后就可以编写驱动程序了，新建名为“11_key”的文件夹，然后在 11_key文件夹里面创建 vscode 工程，工作区命名为“key”。工程创建好以后新建 key.c 文件，在 key.c里面输入如下内容：
#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_open 函数通过调用 keyio_init 函数来始化按键所使用的 IO，应用程序每次打开按键驱动文件的时候都会初始化一次按键 IO。
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，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。
驱动入口函数，调用 atomic_set 函数初始化原子变量默认为无效值。
驱动出口函数。key.c 文件代码很简单，重点就是 key_read 函数读取按键值，要对 keyvalue 进行保护
3.编写测试APP
新建名为 keyApp.c 的文件，然后输入如下所示内容：
`#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名 : keyApp.c
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : 按键输入测试应用程序
其他 : 无
使用方法 ：./keyApp /dev/key
论坛 : www.openedv.com
日志 : 初版V1.0 2019/1/30 左忠凯创建
***************************************************************/
/* 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
四、运行测试
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，
我们按下 KEY0 以后就会打印出“KEY0 Press, value = 0XF0”，
表示按键按下。但是大家可能会发现，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。