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原標題：「正點原子Linux連載」第十五章按鍵輸入試驗
第十五章按鍵輸入試驗
前面幾章試驗都是講解如何使用I.MX6U的GPIO輸出控制功能，I.MX6U的IO不僅能作為輸出，而且也可以作為輸入。I.MX6U-ALPHA開發(fā)板上有一個按鍵，按鍵連接了一個IO，將這個IO配置為輸入功能，讀取這個IO的值即可獲取按鍵的狀態(tài)(按下或松開)。本章通過這個按鍵來控制蜂鳴器的開關(guān)，通過本章的學習你將掌握如何將I.MX6UL的IO作為輸入來使用。
15.1按鍵輸入簡介
按鍵就兩個狀態(tài)：按下或彈起，將按鍵連接到一個IO上，通過讀取這個IO的值就知道按鍵是按下的還是彈起的。至于按鍵按下的時候是高電平還是低電平要根據(jù)實際電路來判斷。前面幾章我們都是講解I.MX6U的GPIO作為輸出使用，當GPIO連接按鍵的時候就要做為輸入使用。關(guān)于I.MX6U的GPIO已經(jīng)在第八章詳細的講解了，本章我們的主要工作就是配置按鍵所連接的IO為輸入功能，然后讀取這個IO的值來判斷按鍵是否按下。
I.MX6U-ALPHA開發(fā)板上有一個按鍵KEY0，本章我們將會編寫代碼通過這個KEY0按鍵來控制開發(fā)板上的蜂鳴器，按一下KEY0蜂鳴器打開，再按一下蜂鳴器就關(guān)閉。
15.2 硬件原理分析
本試驗我們用到的硬件有：
1) LED燈LED0。
2)蜂鳴器。
3)1個按鍵KEY0。
按鍵KEY0的原理圖如圖15.2.1所示：
圖15.2.1 按鍵原理圖
從圖15.2.1可以看出，按鍵KEY0是連接到I.MX6U的UART1_CTS這個IO上的，KEY0接了一個10K的上拉電阻，因此KEY0沒有按下的時候UART1_CTS應該是高電平，當KEY0按下以后UART1_CTS就是低電平。
15.3實驗程序編寫
本實驗對應的例程路徑為：開發(fā)板光盤-> 1、裸機例程->7_key。
本試驗在上一章試驗例程的基礎(chǔ)上完成，重新創(chuàng)建VSCode工程，工作區(qū)名字為“key”，在工程目錄的bsp文件夾中創(chuàng)建名為“key”和“gpio”兩個文件夾。按鍵相關(guān)的驅(qū)動文件都放到“key”文件夾中，本章試驗我們對GPIO的操作編寫一個函數(shù)集合，也就是編寫一個GPIO驅(qū)動文件，GPIO的驅(qū)動文件放到“gpio”文件夾里面。
新建bsp_gpio.c和bsp_gpio.h這兩個文件，將這兩個文件都保存到剛剛創(chuàng)建的bsp/gpio文件夾里面，然后在bsp_gpio.h文件夾里面輸入如下內(nèi)容：
示例代碼15.3.1 bsp_gpio.h文件代碼
1 #ifndef _BSP_GPIO_H
2 #define _BSP_GPIO_H
3 #define _BSP_KEY_H
4 #include "imx6ul.h"
5/***************************************************************
6 Copyright zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
7文件名 : bsp_gpio.h
8作者 : 左忠凱
9版本 : V1.0
10描述 : GPIO操作文件頭文件。
11其他 : 無
12論壇 : www.openedv.com
13日志 : 初版V1.0 2019/1/4 左忠凱創(chuàng)建
14 ***************************************************************/
15
16/* 枚舉類型和結(jié)構(gòu)體定義 */
17
typedef
enum _gpio_pin_direction
18
{
19 kGPIO_DigitalInput
=
0U
,
/* 輸入 */
20 kGPIO_DigitalOutput
=
1U
,
/* 輸出 */
21
}
gpio_pin_direction_t
;
22
23/* GPIO配置結(jié)構(gòu)體 */
24
typedef
struct _gpio_pin_config
25
{
26 gpio_pin_direction_t direction
;
/* GPIO方向:輸入還是輸出 */
27uint8_t outputLogic
;
/* 如果是輸出的話，默認輸出電平 */
28
}
gpio_pin_config_t
;
29
30
31/* 函數(shù)聲明 */
32void gpio_init
(
GPIO_Type
*
base
,
int pin
,
gpio_pin_config_t
*
config
);
33int gpio_pinread
(
GPIO_Type
*
base
,
int pin
);
34void gpio_pinwrite
(
GPIO_Type
*
base
,
int pin
,
int value
);
35
36 #endif
bsp_gpio.h中定義了一個枚舉類型gpio_pin_direction_t和結(jié)構(gòu)體gpio_pin_config_t，枚舉類型gpio_pin_direction_t表示GPIO方向，輸入或輸出。結(jié)構(gòu)體gpio_pin_config_t是GPIO的配置結(jié)構(gòu)體，里面有GPIO的方向和默認輸出電平兩個成員變量。在bsp_gpio.c中輸入如下所示內(nèi)容：
示例代碼15.3.2 bsp_gpio.c文件代碼
1 #include "bsp_gpio.h"
2/***************************************************************
3 Copyright zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
4文件名 : bsp_gpio.h
5作者 : 左忠凱
6版本 : V1.0
7描述 : GPIO操作文件。
8其他 : 無
9論壇 : www.openedv.com
10日志 : 初版V1.0 2019/1/4 左忠凱創(chuàng)建
11 ***************************************************************/
12
13/*
14 * @description : GPIO初始化。
15 * @param - base : 要初始化的GPIO組。
16 * @param - pin : 要初始化GPIO在組內(nèi)的編號。
17 * @param - config : GPIO配置結(jié)構(gòu)體。
18 * @return : 無
19 */
20void gpio_init
(
GPIO_Type
*
base
,
int pin
,
gpio_pin_config_t
*
config
)
21
{
22
if(
config
->
direction
==
kGPIO_DigitalInput
)
/* 輸入 */
23
{
24 base
->
GDIR
&=~(
1
<<
pin
);
25
}
26
else
/* 輸出 */
27
{
28 base
->
GDIR
|=
1
<<
pin
;
29 gpio_pinwrite
(
base
,
pin
,
config
->
outputLogic
);
/* 默認輸出電平 */
30
}
31
}
32
33/*
34 * @description : 讀取指定GPIO的電平值。
35 * @param – base : 要讀取的GPIO組。
36 * @param - pin : 要讀取的GPIO腳號。
37 * @return : 無
38 */
39int gpio_pinread
(
GPIO_Type
*
base
,
int pin
)
40
{
41
return(((
base
->
DR
)>>
pin
)&
0x1
);
42
}
43
44/*
45 * @description : 指定GPIO輸出高或者低電平。
46 * @param – base : 要輸出的的GPIO組。
47 * @param - pin : 要輸出的GPIO腳號。
48 * @param – value : 要輸出的電平，1 輸出高電平， 0 輸出低低電平
49 * @return : 無
50 */
51void gpio_pinwrite
(
GPIO_Type
*
base
,
int pin
,
int value
)
52
{
53
if(
value
==
0U
)
54
{
55 base
->
DR
&=~(
1U
<<
pin
);
/* 輸出低電平 */
56
}
57
else
58
{
59 base
->
DR
|=(
1U
<<
pin
);
/* 輸出高電平 */
60
}
61
}
文件bsp_gpio.c中有三個函數(shù)：gpio_init、gpio_pinread和gpio_pinwrite，函數(shù)gpio_init用于初始化指定的GPIO引腳，最終配置的是GDIR寄存器，此函數(shù)有三個參數(shù)，這三個參數(shù)的含義如下：
base:
要初始化的GPIO所屬于的GPIO組，比如GPIO1_IO18就屬于GPIO1組。
pin：
要初始化GPIO在組內(nèi)的標號，比如GPIO1_IO18在組內(nèi)的編號就是18。
config:
要初始化的GPIO配置結(jié)構(gòu)體，用來指定GPIO配置為輸出還是輸入。
函數(shù)gpio_pinread是讀取指定的GPIO值，也就是讀取DR寄存器的指定位，此函數(shù)有兩個參數(shù)和一個返回值，參數(shù)含義如下：
base:
要讀取的GPIO所屬于的GPIO組，比如GPIO1_IO18就屬于GPIO1組。
pin：
要讀取的GPIO在組內(nèi)的標號，比如GPIO1_IO18在組內(nèi)的編號就是18。
返回值：
讀取到的GPIO值，為0或者1。
函數(shù)gpio_pinwrite是控制指定的GPIO引腳輸入高電平(1)或者低電平(0)，就是設(shè)置DR寄存器的指定位，此函數(shù)有三個參數(shù)，參數(shù)含義如下：
base:
要設(shè)置的GPIO所屬于的GPIO組，比如GPIO1_IO18就屬于GPIO1組。
pin：
要設(shè)置的GPIO在組內(nèi)的標號，比如GPIO1_IO18在組內(nèi)的編號就是18。
value:
要設(shè)置的值，1(高電平)或者0(低電平)。
我們以后就可以使用函數(shù)gpio_init設(shè)置指定GPIO為輸入還是輸出，使用函數(shù)gpio_pinread和gpio_pinwrite來讀寫指定的GPIO，文件bsp_gpio.c文件就講解到這里。
接下來編寫按鍵驅(qū)動文件，新建bsp_key.c和bsp_key.h這兩個文件，將這兩個文件都保存到剛剛創(chuàng)建的bsp/key文件夾里面，然后在bsp_key.h文件夾里面輸入如下內(nèi)容：
示例代碼15.3.3 bsp_key.h文件代碼
1 #ifndef _BSP_KEY_H
2 #define _BSP_KEY_H
3 #include "imx6ul.h"
4/***************************************************************
5 Copyright zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
6文件名 : bsp_key.h
7作者 : 左忠凱
8版本 : V1.0
9描述 : 按鍵驅(qū)動頭文件。
10其他 : 無
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12日志 : 初版V1.0 2019/1/4 左忠凱創(chuàng)建
13 ***************************************************************/
14
15/* 定義按鍵值 */
16enum keyvalue
{
17 KEY_NONE
=
0
,
18 KEY0_VALUE
,
19
};
20
21/* 函數(shù)聲明 */
22void key_init
(
void
);
23int key_getvalue
(
void
);
24
25 #endif
bsp_key.h文件中定義了一個枚舉類型：keyvalue，此枚舉類型表示按鍵值，因為I.MX6U-ALPHA開發(fā)板上只有一個按鍵，因此枚舉類型里面只到KEY0_VALUE。在bsp_key.c中輸入如下所示內(nèi)容：
示例代碼15.3.4 bsp_key.c文件代碼
1 #include "bsp_key.h"
2 #include "bsp_gpio.h"
3 #include "bsp_delay.h"
4/***************************************************************
5 Copyright zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
6文件名 : bsp_key.c
7作者 : 左忠凱
8版本 : V1.0
9描述 : 按鍵驅(qū)動文件。
10其他 : 無
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13 ***************************************************************/
14
15/*
16 * @description : 初始化按鍵
17 * @param : 無
18 * @return : 無
19 */
20void key_init
(
void
)
21
{
22 gpio_pin_config_t key_config
;
23
24 /* 1、初始化IO復用, 復用為GPIO1_IO18 */
25 IOMUXC_SetPinMux
(
IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18
,
0
);
26
27 /* 2、、配置UART1_CTS_B的IO屬性
28 *bit 16:0 HYS關(guān)閉
29 *bit [15:14]: 11 默認22K上拉
30 *bit [13]: 1 pull功能
31 *bit [12]: 1 pull/keeper使能
32 *bit [11]: 0 關(guān)閉開路輸出
33 *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
34 *bit [5:3]: 000 關(guān)閉輸出
35 *bit [0]: 0 低轉(zhuǎn)換率
36 */
37 IOMUXC_SetPinConfig
(
IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18
,
0xF080
);
38
39 /* 3、初始化GPIO GPIO1_IO18設(shè)置為輸入*/
40 key_config
.
direction
=
kGPIO_DigitalInput
;
41 gpio_init
(
GPIO1
,
18
,&
key_config
);
42
43
}
44
45 /*
46 * @description : 獲取按鍵值
47 * @param : 無
48 * @return : 0 沒有按鍵按下，其他值:對應的按鍵值
49 */
50int key_getvalue
(
void
)
51
{
52 int ret
=
0
;
53 staticunsignedchar release
=
1
;
/* 按鍵松開 */
54
55
if((
release
==
1
)&&(
gpio_pinread
(
GPIO1
,
18
)==
0
))
/* KEY0按下 */
56
{
57 delay
(
10
);
/* 延時消抖 */
58 release
=
0
;
/* 標記按鍵按下 */
59
if(
gpio_pinread
(
GPIO1
,
18
)==
0
)
60 ret
=
KEY0_VALUE
;
61
}
62
elseif(
gpio_pinread
(
GPIO1
,
18
)==
1
)
/* KEY0未按下 */
63
{
64 ret
=
0
;
65 release
=
1
;
/* 標記按鍵釋放 */
66
}
67
68
return
ret
;
69
}
bsp_key.c中一共有兩個函數(shù)：key_init和key_getvalue，key_init是按鍵初始化函數(shù)，用來初始化按鍵所使用的UART1_CTS這個IO。函數(shù)key_init先設(shè)置UART1_CTS復用為GPIO1_IO18，然后配置UART1_CTS這個IO為速度為100MHz，默認22K上拉。最后調(diào)用函數(shù)gpio_init來設(shè)置GPIO1_IO18為輸入功能。
函數(shù)key_getvalue用于獲取按鍵值，此函數(shù)沒有參數(shù)，只有一個返回值，返回值表示按鍵值，返回值為0的話就表示沒有按鍵按下，如果返回其他值的話就表示對應的按鍵按下了。獲取按鍵值其實就是不斷的讀取GPIO1_IO18的值，如果按鍵按下的話相應的IO被拉低，那么GPIO1_IO18值就為0，如果按鍵未按下的話GPIO1_IO18的值就為1。此函數(shù)中靜態(tài)局部變量release表示按鍵是否釋放。
“示例代碼15.3.4”中的57行是按鍵消抖延時函數(shù)，延時時間大約為10ms，用于消除按鍵抖動。理想型的按鍵電壓變化過程如圖15.3.1所示：
圖15.3.1 理想的按鍵電壓變化過程
在圖15.3.1中，按鍵沒有按下的時候按鍵值為1，當按鍵在t1時刻按鍵被按下以后按鍵值就變?yōu)?，這是最理想的狀態(tài)。但是實際的按鍵是機械結(jié)構(gòu)，加上剛按下去的一瞬間人手可能也有抖動，實際的按鍵電壓變化過程如圖15.3.2所示：
圖15.3.2實際的按鍵電壓變化過程
在圖15.3.2中t1時刻按鍵被按下，但是由于抖動的原因，直到t2時刻才穩(wěn)定下來，t1到t2這段時間就是抖動。一般這段時間就是十幾ms左右，從圖15.3.2中可以看出在抖動期間會有多次觸發(fā)，如果不消除這段抖動的話軟件就會誤判，本來按鍵就按下了一次，結(jié)果軟件讀取IO值發(fā)現(xiàn)電平多次跳變以為按下了多次。所以我們需要跳過這段抖動時間再去讀取按鍵的IO值，也就是至少要在t2時刻以后再去讀IO值。在“示例代碼15.3.4”中的57行是延時了大約10ms后再去讀取GPIO1_IO18的IO值，如果此時按鍵的值依舊是0，那么就表示這是一次有效的按鍵觸發(fā)。
按鍵驅(qū)動就講解到這里，最后就是main.c文件的內(nèi)容了，在main.c中輸入如下代碼：
示例代碼15.3.5 main.c文件代碼
/**************************************************************
Copyright zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名 : mian.c
作者 : 左忠凱
版本 : V1.0
描述 : I.MX6U開發(fā)板裸機實驗7 按鍵輸入實驗
其他 : 本實驗主要學習如何配置I.MX6U的GPIO作為輸入來使用，通過
開發(fā)板上的按鍵控制蜂鳴器的開關(guān)。
論壇 : www.openedv.com
日志 : 初版V1.0 2019/1/4 左忠凱創(chuàng)建
**************************************************************/
1 #include "bsp_clk.h"
2 #include "bsp_delay.h"
3 #include "bsp_led.h"
4 #include "bsp_beep.h"
5 #include "bsp_key.h"
6
7/*
8 * @description : main函數(shù)
9 * @param : 無
10 * @return : 無
11 */
12int main
(
void
)
13
{
14 int i
=
0
;
15 int keyvalue
=
0
;
16 unsignedchar led_state
=
OFF
;
17 unsignedchar beep_state
=
OFF
;
18
19 clk_enable
();
/* 使能所有的時鐘 */
20 led_init
();
/* 初始化led */
21 beep_init
();
/* 初始化beep */
22 key_init
();
/* 初始化key */
23
24
while(
1
)
25
{
26 keyvalue
=
key_getvalue
();
27
if(
keyvalue
)
28
{
29
switch(
keyvalue
)
30
{
31
case
KEY0_VALUE
:
32 beep_state
=!
beep_state
;
33 beep_switch
(
beep_state
);
34
break;
35
}
36
}
37 i
++;
38
if(
i
==
50
)
39
{
40 i
=
0
;
41 led_state
=!
led_state
;
42 led_switch
(
LED0
,
led_state
);
43
}
44 delay
(
10
);
45
}
46
return
0
;
47
}
main.c函數(shù)先初始化led燈、蜂鳴器和按鍵，然后在while(1)循環(huán)中不斷的調(diào)用函數(shù)key_getvalue來讀取按鍵值，如果KEY0按下的話就打開/關(guān)閉蜂鳴器。LED0作為系統(tǒng)提示指示燈閃爍，閃爍周期大約為500ms。本章例程的軟件編寫就到這里結(jié)束了，接下來就是編譯下載驗證了。
15.4編譯下載驗證
15.4.1編寫Makefile和鏈接腳本
Makefile使用第十三章編寫的通用Makefile，修改變量TARGET為key，在變量INCDIRS和SRCDIRS中追加“bsp/gpio”和“bsp/key”，修改完成以后如下所示：
示例代碼15.4.1.1 Makefile文件代碼
1 CROSS_COMPILE ?
=
arm-linux-gnueabihf-
2 TARGET ?
=
key
3
4/* 省略掉其它代碼...... */
5
6 INCDIRS
:=
imx6ul \
7 bsp/clk \
8 bsp/led \
9 bsp/delay \
10 bsp/beep \
11 bsp/gpio \
12 bsp/key
13
14 SRCDIRS
:=
project \
15 bsp/clk \
16 bsp/led \
17 bsp/delay \
18 bsp/beep \
19 bsp/gpio \
20 bsp/key
21
22/* 省略掉其它代碼...... */
23
24 clean
:
25 rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS)$(SOBJS)
第2行修改變量TARGET為“key”，也就是目標名稱為“key”。
第11、12行在變量INCDIRS中添加GPIO和按鍵驅(qū)動頭文件(.h)路徑。
第19、20行在變量SRCDIRS中添加GPIO和按鍵驅(qū)動文件(.c)路徑。
鏈接腳本就使用第十三章試驗中的鏈接腳本文件imx6ul.lds即可。
15.4.2編譯下載
使用Make命令編譯代碼，編譯成功以后使用軟件imxdownload將編譯完成的key.bin文件下載到SD卡中，命令如下：
chmod 777 imxdownload //給予imxdownload可執(zhí)行權(quán)限，一次即可
./imxdownload key.bin /dev/sdd //燒寫到SD卡中
燒寫成功以后將SD卡插到開發(fā)板的SD卡槽中，然后復位開發(fā)板。如果代碼運行正常的話LED0會以大約500ms周期閃爍，按下開發(fā)板上的KEY0按鍵，蜂鳴器打開，再按下KEY0按鍵，蜂鳴器關(guān)閉。
責任編輯：
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的linux键盘设置的文件在哪个文件夹,「正点原子Linux连载」第十五章按键输入试验...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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