By Toradex 胡珊逢

1). 簡介

觸控式螢幕，無論是電阻式還是電容式，在嵌入式領域有著廣泛的使用。配合設計優秀的 GUI，能夠給使用者帶來很好的體驗。很多時候，觸控式螢幕在使用之前都需要進行校準，並且當外界的溫度發生變化時，可能需要重新校準。對於電容屏還會受到靜電的干擾。因此在工業裝置上，為了保證輸入的準確性，矩陣鍵盤仍被廣泛地使用。

控制器通過輪詢矩陣鍵盤的行列GPIO獲取按鍵的情況。Linux 是一種多工非實時作業系統，其他任務的執行會影響到矩陣鍵盤輪詢，從而導致按鍵識別出現錯誤。本文所演示的嵌入式平臺基於NXP iMX6 SoC，帶有一個鍵盤控制器KPP，除了能夠實現輪詢矩陣鍵盤外，還支援自

Toradex的 iMX6計算機模組，根據不同的系列支援部分按鍵，Colibri iMX6 為 5*5，Apalis iMX6為7*6。下面我們將以Colibri iMX6 Linux 4.1.41為例，介紹矩陣鍵盤的應用。

本文所演示的平臺來自於Toradex Colibri iMX6嵌入式平臺，其支援的最大矩陣鍵盤為5*5，而Toradex另一個產品系列Apalis系列則最大支援7*6。

2). 準備

b).Colibri iMX6作業系統使用Toradex Linux Release V2.7b3，下載和更新方法請參考這裡。

3). 配置KPP驅動並測試

a). 預設配置下，KPP 驅動並沒有開啟，需要修改imx6dl-colibri-eval-v3.dts和imx6qdl-colibri.dtsi device tree 檔案。你可以直接使用下面的補丁，修改矩陣鍵盤的配置。

b). 然後重新生成dtb檔案，並更新到Colibri iMX6後重啟。

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$ make imx6dl-colibri-eval-v3.dtb

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c). 在啟動日誌中可以看到 KPP 驅動被載入

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[email protected]:/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輸入裝置識別KPP

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[email protected]:~# xinput

? Virtual core pointerid=2[master pointer(3)]

?? Virtual core XTEST pointerid=4[slave pointer(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). 根據在 device tree 中的GPIO 配置，短接任一對 ROW 和 KEY 的引腳，即可模擬按鍵。

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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). 通過evtest命令，檢視按下的鍵值，以及是否屬於長按等資訊。

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[email protected]:~# 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應用程式開發示例

a). 在應用程式中，用structinput_event讀取按鍵的資訊。

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structinput_event {

structtimeval time;

__u16 type;//型別

__u16 code;//鍵值

__s32 value;//按下還是釋放

};

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b). 具體請參考下面的原始碼

// input_event中讀取按下鍵值以及按下、保持、釋放動作。

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[email protected]:~# ./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). 總結

KPP 還具有其他功能，利於識別組合鍵、消除 ghost key等，矩陣鍵盤電路也需要做一些修改，如使用二極體，具體的參考IMX6SDLRM文件中Chapter 39Keypad Port (KPP)章節。

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