11.按鍵驅動之定時器防抖(詳解)
阿新 • • 發佈：2017-09-14
pri pos long 超時時間 device queue pen fun cti
本節目標:
通過定時器來防止按鍵抖動,測試程序是使用上節的:阻塞操作的測試程序
1.如下圖所示,在沒有定時器防抖情況下，按鍵沒有穩定之前會多次進入中斷,使得輸出多個相同信息出來
2.按鍵波形圖,如下所示:
3.如何消去按鍵抖動
通過定時器延時10ms,然後每當按鍵進入中斷時就更新定時器延時10ms,若延時10ms到了說明已經過了抖動範圍,然後再打印按鍵電平信息
4.定時器結構體和函數介紹
我們先來看看兩個全局變量:
jiffies: 是系統時鐘,全局變量,默認每隔10ms加1
HZ:是每S的頻率,通過系統時鐘換算出來,比如每隔10ms加1,那麽HZ就等於100
4.1定時器結構體timer_list
timer_list常用結構體成員如下所示:
1)data //傳遞到*function超時處理函數的參數，主要在多個定時器同時使用時，區別是哪個timer超時。 2)expires //定時器到期的時間,當expires小於等於jiffies時,這個定時器便到期並調用定時器超時處理函數,然後就不會再調用了,
比如要使用10ms後到期,賦值(jiffies+HZ/100)即可 3)void (*function)(unsigned long) //定時器超時處理函數。
4.2 定時器常用函數
init_timer(struct timer_list*) //定時器初始化結構體函數,add_timer(struct timer_list*) //往系統添加定時器,告訴內核有個定時器結構體 mod_timer(struct timer_list *, unsigned long jiffier_timerout) //修改定時器的超時時間為jiffies_timerout,
當expires小於等於jiffies時,便調用定時器超時處理函數。 timer_pending(struct timer_list *) //定時器狀態查詢，如果在系統的定時器列表中則返回1，否則返回0；del_timer(struct timer_list*) //刪除定時器。
5.修改驅動程序實現定時器消抖動
5.1首先定義一個定時器結構體:
static struct timer_list buttons_timer; //定義定時器結構體
5.2在init入口函數中初始化定時器結構體:
init_timer(&buttons_timer); //初始化結構體 /*本中斷都是更新同一個定時器,所以成員.data無需初始,默認為0 不需要定時器到期時間,所以成員.expires無需初始化,默認為0,由於小於等於jiffies,會進入一次定時器超時函數*/ buttons_timer. function= buttons_timer_ function; add_timer(&buttons_timer); //告訴內核，有一個定時器
5.3定義全局變量*irq_dev_id,然後在中斷服務函數中獲取dev_id
struct pin_desc *irq_dev_id ; //定義全局變量獲取dev_id
並修改中斷服務函數:
static irqreturn_t buttons_irq (int irq, void *dev_id) //中斷服務函數 { irq_dev_id =(struct pin_desc *)dev_id; //獲取引腳描述結構體
/*每產生一次中斷,則更新定時器10ms超時 */ mod_timer(&buttons_timer, jiffies+HZ/100); return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); }
5.4當10ms超時到了,進入定時器超時函數,處理*irq_dev_id來判斷是哪個按鍵按下的
static void buttons_timer_function(unsigned long data) //定時器超時函數 { unsigned int pin_val=0;
if(!irq_dev_id) //初始化時,由於定時器.expires成員=0,會進入一次,若irq_dev_id為0則退出 {printk("expires: timer out\n"); return ; } pin_val=s3c2410_gpio_getpin(irq_dev_id->pin); //獲取按鍵值 if(pin_val) { /*按下 (下降沿),清除0x80*/ key_val=irq_dev_id->pin_status&0xef; } else { /*沒有按下(上升沿),加上0x80*/ key_val=irq_dev_id->pin_status|0x80; } even_press=1; //退出等待隊列 wake_up_interruptible(&button_wait); //喚醒 中斷 kill_fasync(&button_async, SIGIO, POLL_IN); //發送SIGIO信號給應用層 }
6.測試效果
如下圖所示,當定時器expire成員<=jiffies時會進入一次定時器超時函數,我們按鍵驅動就不需要這個,因為按鍵並沒有按下,所以需要進入定時器超時函數,需要先判斷一次,避免誤操作:
如下圖所示,我們運行測試程序,來快速按下按鍵試試:
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7.本節測試程序代碼使用的是上一節: 阻塞操作的測試程序
8.本節驅動程序sixth.c代碼:
#include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/init.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/irq.h> #include <asm/irq.h> #include <asm/arch/regs-gpio.h> #include <asm/hardware.h> #include <asm/uaccess.h> #include <asm/io.h> #include <linux/poll.h> static struct timer_list buttons_timer; //定義定時器結構體 struct pin_desc *irq_dev_id ; //定義全局變量獲取dev_id
static struct class *sixthdrv_class; static struct class_device *sixthdrv_class_devs; /*定義互斥鎖button_lock,被用來後面的down()和up()使用 */ static DECLARE_MUTEX(button_lock); /* 聲明等待隊列類型中斷 button_wait */ static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_wait); /* 異步信號結構體變量 */ static struct fasync_struct * button_async; /* * 定義中斷事件標誌 * 0:進入等待隊列 1:退出等待隊列 */ static int even_press=0; /* * 定義全局變量key_val,保存key狀態 */ static int key_val=0; /* *引腳描述結構體 */ struct pin_desc{ unsigned int pin; unsigned int pin_status; }; /* *key初始狀態(沒有按下): 0x81,0x82,0x83,0x84 *key狀態(按下): 0x01,0x02,0x03,0x04 */ struct pin_desc pins_desc[4]={ {S3C2410_GPF0,0x01 }, {S3C2410_GPF2, 0x02 }, {S3C2410_GPG3, 0x03 }, {S3C2410_GPG11,0x04}, } ; int sixth_drv_class(struct inode *inode, struct file *file) //卸載中斷 { free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[0]); free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[1]); free_irq(IRQ_EINT11,&pins_desc[2]); free_irq(IRQ_EINT19,&pins_desc[3]); /*釋放信號量*/ up(&button_lock); return 0; } /* * 確定是上升沿還是下降沿 */ static irqreturn_t buttons_irq (int irq, void *dev_id) //中斷服務函數 { irq_dev_id =(struct pin_desc *)dev_id; //獲取引腳描述結構體 /*每產生一次中斷,則更新定時器10ms超時 */ mod_timer(&buttons_timer, jiffies+HZ/100); return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); } static int sixth_drv_open(struct inode *inode, struct file *file) { if( file->f_flags & O_NONBLOCK ) //非阻塞操作,獲取不到則退出 { if(down_trylock(&button_lock) ) return -1; } else //阻塞操作，獲取不到則進入休眠 { down(&button_lock); } request_irq(IRQ_EINT0,buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE,"S1",&pins_desc[0]); request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, "S2", &pins_desc[1]); request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, "S3", &pins_desc[2]); request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, "S4", &pins_desc[3]); return 0; } static int sixth_drv_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos) { if( file->f_flags & O_NONBLOCK ) //非阻塞操作,獲取不到則退出 { if(!even_press ) //沒有按鍵按下 return -1; } /*阻塞操作,則直接進入休眠狀態,直到有按鍵按下為止*/ /*進程 進入等待隊列(休眠狀態)*/ wait_event_interruptible(button_wait, even_press); /*有按鍵按下,退出等待隊列,上傳key_val 給用戶層*/ if(copy_to_user(buf,&key_val,sizeof(key_val))) return EFAULT;
even_press=0;
return 0; } static unsigned sixth_poll(struct file *file, poll_table *wait) { unsigned int mask = 0; poll_wait(file, &button_wait, wait); // 不會立即休眠 if (even_press) mask |= POLLIN | POLLRDNORM; return mask; } static int sixth_fasync (int fd, struct file *file, int on) { return fasync_helper(fd, file, on, & button_async); //初始化button_async結構體,就能使用kill_fasync()了 } static struct file_operations sixth_drv_fops={ .owner = THIS_MODULE, .open = sixth_drv_open, .read = sixth_drv_read, .release=sixth_drv_class, //裏面添加free_irq函數,來釋放中斷服務函數 .poll = sixth_poll, .fasync= sixth_fasync, //初始化異步信號函數 }; static void buttons_timer_function(unsigned long data) //定時器超時函數 { unsigned int pin_val=0; if(!irq_dev_id) //定時器.expires成員=0,會進入一次,若irq_dev_id為0則退出 {printk("expires: timer out\n"); return ; } pin_val=s3c2410_gpio_getpin(irq_dev_id->pin); if(pin_val) { /* 按下 (下降沿),清除0x80*/ key_val=irq_dev_id->pin_status&0xef; } else { /*沒有按下(上升沿),加上0x80*/ key_val=irq_dev_id->pin_status|0x80; } even_press=1; //退出等待隊列 wake_up_interruptible(&button_wait); //喚醒 中斷 kill_fasync(&button_async, SIGIO, POLL_IN); //發送SIGIO信號給應用層 } volatile int sixth_major; static int sixth_drv_init(void) { init_timer(&buttons_timer); //初始化定時器 buttons_timer. function= buttons_timer_function; //定時器超時函數 add_timer(&buttons_timer); //添加到內核中 sixth_major=register_chrdev(0,"sixth_drv",&sixth_drv_fops); //創建驅動 sixthdrv_class=class_create(THIS_MODULE,"sixth_dev"); //創建類名 sixthdrv_class_devs=class_device_create(sixthdrv_class, NULL, MKDEV(sixth_major,0), NULL,"buttons"); return 0; } static int sixth_drv_exit(void) { unregister_chrdev(sixth_major,"sixth_drv"); //卸載驅動 class_device_unregister(sixthdrv_class_devs); //卸載類設 class_destroy(sixthdrv_class); //卸載類 return 0; } module_init(sixth_drv_init); module_exit(sixth_drv_exit); MODULE_LICENSE("GPL v2");
}
11.按鍵驅動之定時器防抖(詳解)