Linux按键驱动程序设计(5)-按键去抖

1.按键抖动

按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，开关不会马上稳定地接通或断开。因而在闭合及断开的瞬间总是伴随有一连串的抖动。

2.去抖方法

按键去抖动的方法主要有二种：
- 一种是硬件电路去抖。
- 另一种就是软件延时去抖。而延时又一般分为二种，一种是for循环等待，另一种是定时器延时。在操作系统中，由于效率方面的原因，一般不允许使用for循环来等待，只能使用定制器。

3.内核定时器

Linux内核使用struct timer_list来描述一个定时器：

struct timer_list {
    struct list_head entry;
    unsigned long expires;
    void (*function)(unsigned long);
    unsigned long data;
    struct tvec_base *base;
};

这里最重要的参数有2个，expires超时时间，也就是定时器的延时时间，function函数指明超时后需要执行什么操作。
定时器的使用流程：
- 1、定义定时器变量：struct timer_list key_timer;
- 2、初始化定时器，使用init_timer，同时设置超时函数：
  - key_timer.function = key_timer_function;init_timer(&key_timer);
- 3、注册定时器，使用add_timer：add_timer(&key_timer);
- 4、启动定时器，使用mod_timer
  - jiffies在Linux内核中是一个全局的滴答数，它保存当前的滴答数，1秒钟有1000个滴答，
  - mod_timer(&key_timer, jiffies + (HZ /10));
  - HZ表示一秒的时间，除于10就是100ms，因此超时时间设置为从当前开始后的100ms

4.使用定时器为按键去抖

在前面的基础上添加定时器函数。
- 1、添加一个内核定时器
- 2、在模块初始化函数中初始化并注册定时器
- 3、在按键中断服务函数中启动定时器，通过工作队列启动
- 4、启动定时器后，假如说设置100ms，超时后调用function函数，在里面判断按键的电平状态，然后进行相应的操作。
误区：有些同学看数据手册发现，mini2440存放按键IO口电平的寄存器是16位的，那么在映射虚拟地址和读取数据时应该也是16位，但是实际上并不需要改成16位的映射和读取，用32位的函数一样可以。否则会让内核崩溃。
key.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>

#define GPGCON 0x56000060
#define GPGDAT 0x56000064

struct work_struct *key_work; 
struct timer_list key_timer;

unsigned int *gpio_data;

// 工作队列函数
void key_work_func(struct work_struct *work)
{
    mod_timer(&key_timer, jiffies + HZ/10);	// 启动定时器，在当前时间100ms后超时
}

// 判断按键是否真正按下
void key_timer_func(unsigned long data)
{
    unsigned short key_vall;
    key_vall = readw(gpio_data) & 0x01;
    
    if (key_vall == 0)
        printk("key down!\n");    
}

// 中断处理函数
irqreturn_t key_int(int irq, void *dev_id)
{
    // 1.检测是否发生了按键中断	
    
    // 2.清除已经发生的按键中断
    
    // 3.提交下半部分
    schedule_work(key_work);
    
    return 0;
}

// 按键的初始化函数
void key_hw_init()
{
    unsigned int *gpio_config;
    unsigned int data;
    
    gpio_config = ioremap(GPGCON, 4);	
    data = readl(gpio_config);
    data &= ~0b11;
    data |= 0b10;
    writel(data, gpio_config);	
    
    gpio_data = ioremap(GPGDAT, 4);	
}                                                

int key_open(struct inode *node, struct file *filp)
{
    return 0;
}

const struct file_operations key_fops = 
{	
    .open = key_open,		
};

// 初始化miscdevice
struct miscdevice key_miscdev = 
{
    .minor = 200,
    .name = "mykey",
    .fops = &key_fops,
};	

static int button_init()
{
    // 注册miscdevice
    misc_register(&key_miscdev);
    
    // 注册中断处理程序
    request_irq(IRQ_EINT8, key_int, IRQF_TRIGGER_FALLING, "mykey", 0);
    
    // 按键初始化
    key_hw_init();
    
    // 创建工作1
    key_work = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);
    INIT_WORK(key_work, key_work_func);
    
    // 初始化定时器
    init_timer(&key_timer);
    key_timer.function = key_timer_func;  // 设置超时函数
    
    // 注册定时器
    add_timer(&key_timer);
    
    return 0;		
}

static void button_exit()
{	
     // 注销miscdevice
    misc_deregister(&key_miscdev);  
    
    // 注销中断处理程序
    free_irq(IRQ_EINT8, 0);
}

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(button_init);
module_exit(button_exit);

Linux按键驱动程序设计(5)-按键去抖

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