关键词：android 按键 矩阵按键 AD按键
平台信息:
内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0
平台：S5PV310(samsung exynos4210)
作者：xubin341719(欢迎转载，请注明作者)
一、硬件部分：
1、矩阵按键、IO按键、AD按键
这个知识相对来说比较简单，不过上次真有一个网友不太清楚这个。所以这个基础部分我们在这里也说一下。
（1）、矩阵按键
记得上大学时学单片机时，这个矩阵按键还是个重点呢，上面的图还是AT89S52的片子，工作原理比较简单，通过行、列来确定是那个按键按下，比如说上图标号为1的键按下，IO（P1.7,P1.3）有电平变化，程序可以通过这里来判断是那一个键按下的，同理标号为2的按键按下IO（P1.4，P1.0）有电平变化。
这样做程序上要从两个IO来判断是那个键按下，多了一个步骤，但是在硬件上有一个优势，就是如果按键比较多的时候比较节省IO口，比如说上面4x4 = 16,8个IO可以做16个按键，8x8=64,16个IO可以做64个按键。
优点：可以用少的IO来做多个按键，判断按键比较准确；
缺点：程序上相对IO按键来说多了一步。
（2）、IO按键
这个就比较简单了，用一个IO口的高低电平来判断按键是否按下。
优点：程序、硬件电路都比较简单，判断按键比较准确；
缺点：IO有限、按键多时不太合适。比如矩阵按键16个IO可以表示64个按键，IO的话只有16个。
（3）、AD按键
这个在之前在做电视的时候用的比较多一点。
AD按键就是通过一个ADC接口，如下图所示，给一个VCC电压，比如说S1接地时AD接口得到的模拟电压值为ADC=0；当S2按下时，ADC＝ VCC/(R1+R2)*R2;这样就可以得到不同的ADC值，程序中在这里判断是那个按键按下。
优点：程序、硬件电路都比较简单，一个IO可以做多个按键；
缺点：AD按键有时候判断不准确，所以在程序中要多加检测AD值的次数。
2、S5PV310的矩阵按键
硬件原理图如下：
硬件接口说明：vol+,vol-,back,home,menu为1*5的矩阵键盘，芯片接口信息如下：
|
行 |
XGNSS_GPIO_3/KP_COL3 XGNSS_GPIO_4/KP_COL4 XGNSS_GPIO_5/KP_COL5 XGNSS_GPIO_6/KP_COL6 XGNSS_GPIO_7/KP_COL7 |
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列 |
XEINT17/KP_ROW1 |
我们这里1*5= 5也没有节省多少IO呀？情况是这样的，我们的原理图是从三星开发板上参考过来的，开发板上按键本来多一点，可是我们用不了那么多，人家那样做比较合理。可是我们“偷懒”，硬件上不用改，软件上也不用改，从这一点也可以看出我们国内做技术这个行业的有点……不太深入呀，整天老板在催，可是我们在细节上做不太好呀。三星在IO矩阵也有专用接口，所以就“奢侈”一次，用1*5的矩阵来实现5个按键。
3、S5PV310的矩阵按键接口
看一下芯片上的专用接口,如下图，全用的话有点多。
关于专用接口的寄存器，这些寄存器我们后面要用得到的，按键的行、列信息会在这里面暂存的。
以S5PV310为例，驱动代码：samsung-keypad.c
软件部分：
总体流程图如下，这个是在触摸屏基础上改过来的，感觉流程都是这个样子的。中断触发，中断处理。
一、矩阵键行、列设定，和上报键值设定
在android-kernel-samsung-dev/arch/arm/mach-exynos/mach-smdkv310.c中
static uint32_t smdkv310_keymap[] __initdata = { /* KEY(row, col, keycode) */ KEY(0, 3, KEY_1), KEY(0, 4, KEY_2), KEY(0, 5, KEY_3), KEY(0, 6, KEY_4), KEY(0, 7, KEY_5), KEY(1, 3, KEY_A), KEY(1, 4, KEY_C), KEY(1, 5, KEY_E), KEY(1, 6, KEY_B), KEY(1, 7, KEY_D)//（1）、键值初始化； }; static struct matrix_keymap_data smdkv310_keymap_data __initdata = { .keymap = smdkv310_keymap, .keymap_size = ARRAY_SIZE(smdkv310_keymap), }; static struct samsung_keypad_platdata smdkv310_keypad_data __initdata = { .keymap_data = &smdkv310_keymap_data, .rows = 2, //(2)、行、列设定，8行、2列，其实我们只用了5行、1列； .cols = 8, }; static void __init smdkv310_machine_init(void) { samsung_keypad_set_platdata(&smdkv310_keypad_data); //(3)、平台设备初始化； }
（1）、KEY(row, col,keycode)
KEY这个宏在android-kernel-samsung-dev/include/linux/input/Matrix_keypad.h中实现：
#define MATRIX_MAX_ROWS 32 #define MATRIX_MAX_COLS 32 #define KEY(row, col, val) ((((row) & (MATRIX_MAX_ROWS - 1)) << 24) | (((col) & (MATRIX_MAX_COLS - 1)) << 16) | ((val) & 0xffff))
keycode的值在android-kernel-samsung-dev/include/linux/input.h中有定义,如下：
#define KEY_RESERVED 0 #define KEY_ESC 1 #define KEY_1 2 #define KEY_2 3 #define KEY_3 4 #define KEY_4 5 #define KEY_5 6 #define KEY_6 7 #define KEY_7 8 #define KEY_8 9 #define KEY_9 10 #define KEY_0 11 #define KEY_MINUS 12 #define KEY_EQUAL 13 #define KEY_BACKSPACE 14 #define KEY_TAB 15 #define KEY_Q 16 #define KEY_W 17 #define KEY_E 18 #define KEY_R 19 #define KEY_T 20 #define KEY_Y 21 #define KEY_U 22
（2）、行列设定；
（3）、平台设备初始化；
samsung_keypad_set_platdata(&smdkv310_keypad_data)。
二、上面设定的keycode键值和上层相对应
4.0.3_r1/device/samsung/smdkv310/samsung-keypad.kl中
key 2 DPAD_UP WAKE_DROPPED key 3 DPAD_CENTER WAKE_DROPPED key 4 DPAD_DOWN WAKE_DROPPED key 5 DPAD_RIGHT WAKE_DROPPED key 6 DPAD_LEFT WAKE_DROPPED key 18 VOLUME_DOWN WAKE key 30 HOME WAKE_DROPPED key 32 MENU WAKE_DROPPED key 46 VOLUME_UP WAKE key 48 BACK WAKE_DROPPED key 10 POWER WAKE
总体对应图：
以KEY_A为例，KEY_A 30最终和上层的keypad.kl中的30 HOME相对应
三、矩阵键盘驱动程序分析
android-kernel-samsung-dev/drivers/input/keyboard/samsung-keypad.c
1、probe函数分析：
static int __devinit samsung_keypad_probe(struct platform_device *pdev) { const struct samsung_keypad_platdata *pdata; const struct matrix_keymap_data *keymap_data; struct samsung_keypad *keypad; struct resource *res; struct input_dev *input_dev; unsigned int row_shift; unsigned int keymap_size; int error; ……………… keymap_size = (pdata->rows << row_shift) * sizeof(keypad->keycodes[0]); keypad = kzalloc(sizeof(*keypad) + keymap_size, GFP_KERNEL); input_dev = input_allocate_device(); if (!keypad || !input_dev) { error = -ENOMEM; goto err_free_mem; } res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); if (!res) { error = -ENODEV; goto err_free_mem; } keypad->base = ioremap(res->start, resource_size(res)); if (!keypad->base) { error = -EBUSY; goto err_free_mem; } ………… //（1）、input参数初始化； keypad->input_dev = input_dev; keypad->row_shift = row_shift; keypad->rows = pdata->rows; keypad->cols = pdata->cols; init_waitqueue_head(&keypad->wait); input_dev->name = pdev->name; input_dev->id.bustype = BUS_HOST; input_dev->dev.parent = &pdev->dev; input_set_drvdata(input_dev, keypad); //（2）、打开、关闭函数； input_dev->open = samsung_keypad_open; input_dev->close = samsung_keypad_close; input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY); if (!pdata->no_autorepeat) input_dev->evbit[0] |= BIT_MASK(EV_REP); input_set_capability(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN); input_dev->keycode = keypad->keycodes; input_dev->keycodesize = sizeof(keypad->keycodes[0]); input_dev->keycodemax = pdata->rows << row_shift; matrix_keypad_build_keymap(keymap_data, row_shift, input_dev->keycode, input_dev->keybit); keypad->irq = platform_get_irq(pdev, 0); if (keypad->irq < 0) { error = keypad->irq; goto err_put_clk; } //（3）、中断函数注册； error = request_threaded_irq(keypad->irq, NULL, samsung_keypad_irq, IRQF_ONESHOT, dev_name(&pdev->dev), keypad); if (error) { dev_err(&pdev->dev, "failed to register keypad interrupt "); goto err_put_clk; } //（4）、input驱动注册。 error = input_register_device(keypad->input_dev); if (error) goto err_free_irq; device_init_wakeup(&pdev->dev, pdata->wakeup); platform_set_drvdata(pdev, keypad); return 0; ……………… }
（1）、input参数初始化；
（2）、打开、关闭函数；
input_dev->open = samsung_keypad_open; static int samsung_keypad_open(struct input_dev *input_dev) { struct samsung_keypad *keypad = input_get_drvdata(input_dev); samsung_keypad_start(keypad); return 0; } 其实open函数调用samsung_keypad_start（）函数，对按键的寄存器一些操作，如下面寄存器列表中的。 static void samsung_keypad_start(struct samsung_keypad *keypad) { unsigned int val; /* Tell IRQ thread that it may poll the device. */ keypad->stopped = false; clk_enable(keypad->clk); /* Enable interrupt bits. */ val = readl(keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCON); val |= SAMSUNG_KEYIFCON_INT_F_EN | SAMSUNG_KEYIFCON_INT_R_EN; writel(val, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCON); /* KEYIFCOL reg clear. */ writel(0, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCOL); }
（3）、中断函数注册；
（4）、input驱动注册,input驱动比较重要，触摸屏、按键、gsensor、battery等都是通过input子系统上报的。
2、中断函数： samsung_keypad_irq分析，当有按键按下时，调用这个函数
static irqreturn_t samsung_keypad_irq(int irq, void *dev_id) { struct samsung_keypad *keypad = dev_id; unsigned int row_state[SAMSUNG_MAX_COLS]; unsigned int val; bool key_down; do { val = readl(keypad->base + SAMSUNG_KEYIFSTSCLR); /* Clear interrupt. */ //（1）、清除中断； writel(~0x0, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFSTSCLR); //（2）、扫描行列值，写入寄存器； samsung_keypad_scan(keypad, row_state); //（3）、键值上报，这是函数的主要部分了； key_down = samsung_keypad_report(keypad, row_state); //（4）、延时去抖动； if (key_down) wait_event_timeout(keypad->wait, keypad->stopped, msecs_to_jiffies(50)); } while (key_down && !keypad->stopped); return IRQ_HANDLED; }
（1）、清除中断；
（2）、扫描行列值，写入寄存器（后面分析）；
（3）、键值上报，这是函数的主要部分了（后面分析）；
（4）、延时去抖动，如果有按键按下，有一个段时间的延时，看是否真正有按键，这就是所说的去抖动；
3、当按键按下时，行列值的扫描函数samsung_keypad_scan执行，写入相应行列寄存器
上图我们知道，对于矩阵键盘，主控有专门的接口，也有相应的寄存器，
static void samsung_keypad_scan(struct samsung_keypad *keypad, unsigned int *row_state) { struct device *dev = keypad->input_dev->dev.parent; unsigned int col; unsigned int val; for (col = 0; col < keypad->cols; col++) { if (samsung_keypad_is_s5pv210(dev)) { val = S5PV210_KEYIFCOLEN_MASK; val &= ~(1 << col) << 8; } else { val = SAMSUNG_KEYIFCOL_MASK; val &= ~(1 << col); } writel(val, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCOL); mdelay(1); val = readl(keypad->base + SAMSUNG_KEYIFROW); row_state[col] = ~val & ((1 << keypad->rows) - 1); } /* KEYIFCOL reg clear */ writel(0, keypad->base + SAMSUNG_KEYIFCOL); }
4、通过扫描键值写入相应寄存器，然后通过
static bool samsung_keypad_report(struct samsung_keypad *keypad, unsigned int *row_state) { struct input_dev *input_dev = keypad->input_dev; unsigned int changed; unsigned int pressed; unsigned int key_down = 0; unsigned int val; unsigned int col, row; for (col = 0; col < keypad->cols; col++) { changed = row_state[col] ^ keypad->row_state[col]; key_down |= row_state[col]; if (!changed) continue; for (row = 0; row < keypad->rows; row++) { if (!(changed & (1 << row))) continue; pressed = row_state[col] & (1 << row); dev_dbg(&keypad->input_dev->dev, "key %s, row: %d, col: %d ", pressed ? "pressed" : "released", row, col); //（1）、得到按键在矩阵中的位置； val = MATRIX_SCAN_CODE(row, col, keypad->row_shift); printk("key %s, row: %d, col: %d ",pressed ? "pressed" : "released", row, col); printk("test by xu_bin for val = %d,key = %d ",val,keypad->keycodes[val]); input_event(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN, val); //（2）、上报键值keypad->keycodes[val]； input_report_key(input_dev, keypad->keycodes[val], pressed); } //（3）、input上报后同步； input_sync(keypad->input_dev); } memcpy(keypad->row_state, row_state, sizeof(keypad->row_state)); return key_down; }
（1）、#defineMATRIX_SCAN_CODE(row, col, row_shift) (((row)<< (row_shift)) + (col))
row_shift = 3
如：row = 1; col = 6; row_shift = 3
val = MATRIX_SCAN_CODE(row, col,keypad->row_shift) = ((1)<<(3)+(6)) = 14;
就相当于：（1，6）这个数组里面的值：48
printk("key %s, row: %d, col:%d ",pressed ? "pressed" : "released", row, col);
printk("test by xu_bin for val =%d,key = %d ",val,keypad->keycodes[val]);
（2）、上报键值keypad->keycodes[val]，这个值是对于我们这个驱动来说的最终值；
（3）、input上报后同步，这个和input子系统相关。
这样就完成了驱动部分的上报。