ByToradex胡珊逢
1).简介
触摸屏广泛应用于嵌入式领域，无论是电阻式还是电容式。设计精良GUI，它能给用户带来良好的体验。大多数情况下，触摸屏在使用前需要校准，当外部温度发生变化时，可能需要重新校准。电容器屏幕也会受到静电的干扰。因此，矩阵键盘仍被广泛应用于工业设备中，以确保输入的准确性。
通过轮询矩阵键盘的行列控制器GPIO获取按钮。Linux多任务非实时操作系统，其它任务的执行会影响矩阵键盘轮询，导致按键识别错误。本文所演示的嵌入式平台基于NXP iMX6SoC，带键盘控制器KPP，除实现轮询矩阵键盘外，还支持自带上拉电阻、抖动、多键识别、长按等功能。直接用户GPIO无需添加电阻和二极管电阻和二极管。如果使用二极管，还可以支持更多的按键组合。默认的KPP最大支持8*8矩阵键盘。
Toradex的iMX根据不同系列的支持部分按钮，计算机模块，ColibriiMX6为5*5，ApalisiMX6为7*6.下面我们将以ColibriiMX6 Linux 4.1.以41为例，介绍矩阵键盘的应用。
本文演示的平台来自ToradexColibriiMX6嵌入式平台，支持5个最大矩阵键盘*5，而Toradex另一个产品系列Apalis该系列最大支持7*6。
2).准备
a).iMX6核心版配合载板，将调试串口连接到开发主机，具体操作方法可参考。
b).ColibriiMX6使用操作系统ToradexLinux Release V2.7b请参考下载和更新方法。
3).配置KPP驱动并测试
a).默认配置下，KPP驱动尚未打开，需要修改imx6dl-colibri-eval-v3.dts和imx6qdl-colibri.dtsi device tree文件。您可以直接使用以下补丁来修改矩阵键盘的配置。
b).然后重生dtb并更新文件ColibriiMX6后重启。
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$ make imx6dl-colibri-eval-v3.dtb
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c).在启动日志中可以看到KPP驱动被加载
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root@colibri-imx6:/dev/input#dmesg|grepkpp
[1.551426] input: 20b8000.kpp as /devices/soc0/soc/2000000.AIps-bus/20b8000.kpp/input/input0
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d). Linux输入设备识别KPP
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root@colibri-imx6:~#xinput
?Virtual core pointerid=2[masterpointer(3)]
??Virtual core XTEST pointerid=4[slavepointer(2)]
??stmpe-tsid=8[slavepointer(2)]
?Virtual core keyboardid=3[master keyboard (2)]
?Virtual core XTEST keyboardid=5[slavekeyboard(3)]
?gpio-keysid=6[slavekeyboard(3)]
?20b8000.kppid=7[slavekeyboard(3)]
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e).根据在device tree中的GPIO配置，短接任一对ROW和KEY按钮可以模拟引脚。
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pinctrl_kpp:kppgrp{
fsl,pins= <
MX6QDL_PAD_KEY_ROW2__KEY_ROW2 0x1b010/*SODIMM 186*/
MX6QDL_PAD_KEY_ROW4__KEY_ROW4 0x1b010/*SODIMM188*/
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT5__KEY_ROW5 0x1b010/*SODIMM155*/
MX6QDL_PAD_GPIO_2__KEY_ROW6 0x1b010/*SODIMM180*/
MX6QDL_PAD_GPIO_5__KEY_ROW7 0x1b010/*SODIMM176*/
MX6QDL_PAD_KEY_COL2__KEY_COL2 0x110b0/*SODIMM184*/
MX6QDL_PAD_KEY_COL4__KEY_COL4 0x110b0/*SODIMM178*/
MX6QDL_PAD_GPIO_19__KEY_COL5 0x110b0/*SODIMM168*/
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT6__KEY_COL6 0x110b0/*SODIMM157*/
MX6QDL_PAD_GPIO_4__KEY_COL7 0x110b0/*SODIMM174*/
>;
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f).通过evtest命令，查看按键值，以及是否属于长按等信息。
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root@colibri-imx6:~#evtest
No device specified, trying to scan all of /dev/input/event*
Available devices:
/dev/input/event0:20b8000.kpp
/dev/input/event1:stmpe-ts
/dev/input/event2:gpio-keys
Select the device event number [0-2]: 0
Input driver version is 1.0.1
Input device ID: bus 0x19 vendor 0x0 product 0x0 version 0x0
Input device name: "20b8000.kpp"
...
Testing ... (interrupt to exit)
Event: time 1502961213.623148, type 4 (EV_MSC), code 4 (MSC_SCAN), value 12
Event: time 1502961213.623148, type 1 (EV_KEY), code 2 (KEY_1), value 1
Event: time 1502961213.623148, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1502961213.873096, type 1 (EV_KEY), code 2 (KEY_1), value 2
Event: time 1502961213.873096, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1502961213.913117, type 1 (EV_KEY), code 2 (KEY_1), value 2
Event: time 1502961213.913117, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1502961213.953088, type 1 (EV_KEY), code 2 (KEY_1), value 2
Event: time 1502961213.953088, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1502961213.963156, type 4 (EV_MSC), code 4 (MSC_SCAN), value 12
Event: time 1502961213.963156, type 1 (EV_KEY), code 2 (KEY_1), value 0
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4). KPP应用程序开发示例
a).在应用程序中使用structinput_event读取按钮信息。
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structinput_event{
structtimevaltime;
__u16 type;//类型
__u16 code;//键值
__s32 value;//按下或释放
};
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b).请参考以下源码
//input_event按键值，按键，保持，释放动作。
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root@colibri-imx6:~# ./maxtrix_keypad_test
25 keys.
Press any key.
Key press
Code: 7
Key release
Code: 7
Key press
Code: 7
Key hold
Code: 7
Key hold
Code: 7
Key hold
Code: 7
Key hold
Code: 7
Key hold
Code: 7
Key release
Code: 7
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5).总结
KPP还具有其他功能，利于识别组合键、消除ghost key等，矩阵键盘电路也需要做一些修改，如使用二极管，具体的参考IMX6SDLRM文档中Chapter 39Keypad Port (KPP)章节。