[导读]有限状态机的嵌入式Linux按键驱动设计
0 引言
一般的按键驱动程序通常非常简单。在程序中一旦检测到按键输入口为低电平时,就采用软件延时10 ms后再次检测按键输入口。如果仍然是低电平则表示有按键按下,便转入执行按键处理程序;否则,当按键输入口为高电平,就会放弃本次按键的检测,重新开始一次按键检测过程。这种方式不仅由于采用了软件延时而使得MCU的效率降低,同时也不容易同系统中其他功能模块协调工作,且系统的实时性也差。本文把单个按键作为一个简单的系统,根据状态机的原理对其动作的操作和确认的过程进行分析,并用状态图表示出来,然后根据状态图编写出按键接口程序。
1 基于状态机的简单按键驱动设计
在一个嵌入式系统中,按键的操作是随机的。为了提高CPU的工作效率,在设计按键驱动的时候,利用S3C2440的外部中断来实现对按键的处理。很明显,系统的输入信号与按键连接的I/O口电平,“1”表示按键处于开放状态,“0”表示按键处于闭合状态。而系统的输出信号则表示检测和确认到一次按键的闭合操作,用“1”表示。
图1给出了一个简单按键状态机的状态转换图。
在图中,将1次按键完整的操作分解为3个状态。其中,状态0为按键的初始状态,当按键输入为“1”时,表示按键处于开放,输出“0”(I/0),下一状态仍为状态0;当按键输入为“0”时,表示按键闭合,但输出还是“0”(没有经过消抖,不能确认按键真正按下),下一状态进入状态1。
状态1为按键闭合确认状态,它表示在10 ms前按键为闭合的,因此当再次检测到按键输入为“0”时,可以确认按键被按下了(经过10 ms的消抖);输出“1”则表示确认按键闭合(0/1),下一状态进入状态2。而当再次检测到按键的输入为“1”时,表示按键可能处在抖动干扰;输出为“0”(I/0),下一状态返回到状态0。这样,利用状态1,实现了按键的消抖处理。状态2为等待按键释放状态,因为只有等按键释放后,一次完整的按键操作过程才算完成。
对图1的分析可知,在一次按键操作的整个过程中,按键的状态是从状态0→状态1→状态2,最后返回到状态0的,并且在整个过程中,按键的输出信号仅在状态1时给出了唯一的一次确认按键闭合的信号“1”,其他状态均输出“0”。因此,图1状态机所表示的按键系统,不仅克服了按键抖动的问题,同时也确保在一次按键的整个过程中,系统只输出一次按键闭合信号(“1”)。
2 具有连发功能的按键驱动设计
上面介绍的是最简单的情况,不管按键被按下的时间保持多长,在这个按键的整个过程中都只给出了一次确认的输出。但是有些场合为了方便使用者,根据使用者按按键的时间多少来确定是否按键“连发”。例如,在设置时钟时,按按键的时间较短时,设置加1;按按键时间较长时,设置加10,这时就需要根据按按键的时间长短来确定具体输出。图2是将按键驱动设计为具有连发功能状态机的状态转换图。
当按键按下后1 s内释放了,系统输出为1;当按键按下后1 s没有释放,那么以后每隔0.5 s,输出为2,直到按键释放为止。如果系统输出1,应用程序将变量加1;如果系统输出2,应用程序将变量加10。这样按键驱动就有了处理连发按键的功能了。
3 程序设计
由于篇幅所限,下面只给出按键驱动的关键程序,按键中断处理程序和时间处理函数:[!--empirenews.page--]
这里的定时函数使用了Linux的内核定时器。使用内核定时器可以方便地实现每个状态的特定定时时间,并且安全释放CPU,提高CPU的效率。程序的基本思路是,首先按键被按下进入按键中断服务程序buttons_interrupt(),在中断服务程序里确定按键状态是否为初始态。如果是,则进行kbd_timer初始化且使按键状态转为消抖状态。当kbd_timer定时到以后,按键检测按键状态是否仍处于按下时转换状态为按键确定状态,如果不是则恢复初始态。当定时器1 s到达后,判断按键是否仍是按下。如是则转换为连发状态,否则恢复初始态。当0.5 s到达后,重新判断按键是否仍是按下。如是,则继续为连发状态,输出值加10;如果按键抬起,则恢复初始态。
4 实验结果
该驱动程序经过gcc-arm-liunx-3.4.4编译,并在Micro2440SDK开发板上运行(开发板上的系统版本为linux2.6.13),运行结果如图3所示。
从运行结果可以看出,如果按下按键并在1 s抬起,输出值每次只加1;如果按下按键超过1 s,系统的输出值每隔0.5s将加10。说明本驱动运行正常,且具有了连发功能。
结 语
本文主要分析了按键有限状态机的工作过程,并利用Liunx内核定时器实现了状态机的状态转换时间间隔,最后给出了基于有限状态机的具有连发功能Linux驱动编写代码,实现了具有连发功能的按键驱动,为基于有限状态机的按键驱动提供了一种解决思路。
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
上海2024年4月17日 /美通社/ -- 在2024 F1中国站即将拉开帷幕之际,高端全合成润滑油品牌美孚1号今日举办了品牌50周年庆祝活动。三届F1年度车手总冠军马克斯•维斯塔潘也亲临现场,共同庆祝这一里程...
关键字:
BSP
汽车制造
行业标准
产品系列
北京2024年4月17日 /美通社/ -- 2024年4月13日,由北京康盟慈善基金会主办的"县域诊疗,规范同行"——肿瘤诊疗学术巡讲项目首站在广州隆重召开。本次会议邀请全国多位肺癌领域专家和县域同道...
关键字:
AI技术
医疗服务
BSP
互联网
海口2024年4月16日 /美通社/ -- 4月14日,在中法建交60周年之际,科学护肤先锋品牌Galenic法国科兰黎受邀入驻第四届中国国际消费品博览会(以下简称"消博会")法国馆。Galenic法...
关键字:
NI
IC
BSP
ACTIVE
上海2024年4月17日 /美通社/ -- 每年4月17日是世界血友病日。今年,世界血友病日以"认识出血性疾病,积极预防和治疗"为主题,呼吁关注所有出血性疾病,提升科学认知,提高规范化诊疗水平,让每一位出血性疾病患者享有...
关键字:
VII
动力学
软件
BSP
伦敦2024年4月16日 /美通社/ -- ATFX宣布任命Siju Daniel为首席商务官。Siju在金融服务行业拥有丰富的经验和专业知识,曾在全球各地的高管职位上工作了19年以上。Siju之前担任FXCM首席商务官...
关键字:
NI
AN
SI
BSP
常州2023年9月25日 /美通社/ -- 9月23日,由江苏省商务厅指导,世界中餐业联合会、常州市人民政府主办的"第三届中华节气菜大会暨首届江南美食节"在江苏常州开幕。文化和旅游部国际交流与合作局一...
关键字:
BSP
可持续发展
大赛
质量控制
北京2023年9月25日 /美通社/ -- 9月21日,由中国质量报刊社·中国质量新闻网主办的第六届食品高质量发展交流会在北京举行,会议主题为"高质量,新生活",旨在推动食品行...
关键字:
自动化
BSP
ISO9001
NAS
北京2023年9月23日 /美通社/ -- 近日,主线科技正式获准在北京市智能网联汽车政策先行区道路开启常态化测试与示范,将与物流客户在真实开放的城区道路场景中,率先开启基于L4级别自动驾驶能力的智能卡车运输示范。 随...
关键字:
智能卡
测试
高速公路
BSP
曼谷2023年9月18日 /美通社/ -- 作为东南亚的旅游胜地,泰国一直在全球范围内吸引着无数游客的目光。泰国旅游和体育部近日公布的报告显示,今年前7个月,泰国旅游业总收入约为1.08万亿泰铢(约合人民币2233亿元)...
关键字:
BSP
GEN
国美
AN
哥伦比卡尔达斯2023年9月22日 /美通社/ -- 近日,天合跟踪与中国电建签订拉美地区哥伦比亚泰普伊光伏电站跟踪支架供货协议,将为其提供108MW智能跟踪系统,其中包含开拓者1P智能跟踪支架、智能算法、以及智慧云平台...
关键字:
光伏电站
跟踪系统
控制器
BSP
2型炎症领域新突破 上海2023年9月22日 /美通社/ -- 赛诺菲今天宣布,达必妥®(度普利尤单抗注射液)获得中国国家药品监督管理局(NMPA)批准,用于治疗适合系统治疗的中度至重度结节性痒疹的成...
关键字:
PRIME
BSP
REPORT
SAR
欧莱雅中国旗下上海美次方投资有限公司达成首次开放式创新投资 法国克里希2023年9月22日 /美通社/ -- 欧莱雅集团宣布对中国创新型生物科技公司杉海创新进行少数股权投资,以建立长期合作伙伴关系,共同开发新...
关键字:
AN
BSP
DEVELOPMENT
FOR
赋能企业实现业务数据的可识别、可见、可协作和安全数据的可操作 北京2023年9月22日 /美通社/ -- 亚马逊云科技持续加速分析与安全服务创新,守护安全基座,助力企业进一步释放数据要素价值,实现创新增长。在数字经济时...
关键字:
亚马逊
BSP
生成式AI
SECURITY
重庆2023年9月22日 /美通社/ -- 全球领先的高端半导体封装载板和印制电路板制造商奥特斯连续第八年受邀,出席重庆市市长国际经济顾问团于9月22日举行的第十七届年会。 奥特斯连续第八年受邀,出席重庆市市...
关键字:
BSP
印制电路板
微型
微电子
科威特科威特城2023年9月21日 /美通社/ -- 秉承去年突破性科技、金融和数字银行创新峰会的势头,/MoneyTech将于11月12日重返科威特。 请在 aljaridasummits.com ...
关键字:
MONEY
TE
BSP
MIT
苏州太仓2023年9月21日 /美通社/ -- 2023年9月21日,施迈茨公司庆祝了以"施迈茨(中国)有限公司开业典礼暨施迈茨深耕中国20年"为主题的活动。 施迈茨集团成立于1910年,总部位于德...
关键字:
自动化
BSP
元器件
TE
北京2023年9月21日 /美通社/ -- 中国领先的科技益智产品企业洪恩(纽约证券交易所股票代码:IH)(“洪恩”或“公司”)今天公布了截至2023年6月30日的第二季度未...
关键字:
BSP
APP
COM
AN
推广五星零碳工厂成功经验 积极响应"双碳"目标 上海2023年9月21日 /美通社/ -- 全球电源管理、散热解决方案暨自动化厂商台达以"台达零碳工厂"为主...
关键字:
BSP
可持续发展
微电网
ST
上海2023年9月21日 /美通社/ -- 云顶新耀(HKEX 1952.HK)是一家专注于创新药和疫苗研发、制造、商业化的生物制药公司,今日宣布与Kezar Life Sciences(以下简称"K...
关键字:
SCIENCE
IP
BSP
AD