秦國棟(廣西大學 電氣學院，南寧 530004)
0 引言
一般的按鍵驅動程式通常非常簡單。在程式 中一旦檢測到按鍵輸入口為低電平時，就採用軟體延時10 ms後再次檢測按鍵輸入口。如果仍然是低電平則表示有按鍵按下，便轉入執行按鍵處理程式；否則，當按鍵輸入口為高電平，就會放棄本次按鍵的檢測，重新開始 一次按鍵檢測過程。這種方式不僅由於採用了軟體延時而使得mcu的效率降低，同時也不容易同系統中其他功能模組協調工作，且系統的實時性也差。本文把單個 按鍵作為乙個簡單的系統，根據狀態機的原理對其動作的操作和確認的過程進行分析，並用狀態圖表示出來，然後根據狀態圖編寫出按鍵介面程式。
1 基於狀態機的簡單按鍵驅動設計
在乙個嵌入式系統中，按鍵的操作是隨機的。為了提高cpu的工作效率，在設計按鍵驅動的時候，利用 s3c2440的外部中斷來實現對按鍵的處理。很明顯，系統的輸入訊號與按鍵連線的i／o口電平，「1」表示按鍵處於開放狀態，「0」表示按鍵處於閉合狀 態。而系統的輸出訊號則表示檢測和確認到一次按鍵的閉合操作，用「1」表示。
圖1給出了乙個簡單按鍵狀態機的狀態轉換圖。
在圖中，將1次按鍵完整的操作分解為3個狀態。其中，狀態0為按鍵的初始狀態，當按 鍵輸入為「1」時，表示按鍵處於開放，輸出「0」(i／0)，下一狀態仍為狀態0；當按鍵輸入為「0」時，表示按鍵閉合，但輸出還是「0」(沒有經過消 抖，不能確認按鍵真正按下)，下一狀態進入狀態1。
狀態1為按鍵閉合確認狀態，它表示在10 ms前按鍵為閉合的，因此當再次檢測到按鍵輸入為「0」時，可以確認按鍵被按下了(經過10 ms的消抖)；輸出「1」則表示確認按鍵閉合(0／1)，下一狀態進入狀態2。而當再次檢測到按鍵的輸入為「1」時，表示按鍵可能處在抖動干擾；輸出為 「0」(i／0)，下一狀態返回到狀態0。這樣，利用狀態1，實現了按鍵的消抖處理。狀態2為等待按鍵釋放狀態，因為只有等按鍵釋放後，一次完整的按鍵操 作過程才算完成。
對圖1的分析可知，在一次按鍵操作的整個過程中，按鍵的狀態是從狀態0→狀態1→狀態2，最後返回到狀態0的，並且在整 個過程中，按鍵的輸出訊號僅在狀態1時給出了唯一的一次確認按鍵閉合的訊號「1」，其他狀態均輸出「0」。因此，圖1狀態機所表示的按鍵系統，不僅克服了 按鍵抖動的問題，同時也確保在一次按鍵的整個過程中，系統只輸出一次按鍵閉合訊號(「1」)。
2 具有連發功能的按鍵驅動設計
上 面介紹的是最簡單的情況，不管按鍵被按下的時間保持多長，在這個按鍵的整個過程中都只給出了一次確認的輸出。但是有些場合為了方便使用者，根據使用者按按 鍵的時間多少來確定是否按鍵「連發」。例如，在設定時鐘時，按按鍵的時間較短時，設定加1；按按鍵時間較長時，設定加10，這時就需要根據按按鍵的時間長 短來確定具體輸出。圖2是將按鍵驅動設計為具有連發功能狀態機的狀態轉換圖。
當按鍵按下後1 s內釋放了，系統輸出為1；當按鍵按下後1 s沒有釋放，那麼以後每隔0.5 s，輸出為2，直到按鍵釋放為止。如果系統輸出1，應用程式將變數加1；如果系統輸出2，應用程式將變數加10。這樣按鍵驅動就有了處理連發按鍵的功能 了。
3 程式設計
由於篇幅所限，下面只給出按鍵驅動的關鍵程式，按鍵中斷處理程式和時間處理函式：
這裡的定時函式使用了linux的核心定時器。使用核心定時器可以方便地實現每個狀 態的特定定時時間，並且安全釋放cpu，提高cpu的效率。程式的基本思路是，首先按鍵被按下進入按鍵中斷服務程式 buttons_interrupt()，在中斷服務程式裡確定按鍵狀態是否為初始態。如果是，則進行kbd_timer初始化且使按鍵狀態轉為消抖狀 態。當kbd_timer定時到以後，按鍵檢測按鍵狀態是否仍處於按下時轉換狀態為按鍵確定狀態，如果不是則恢復初始態。當定時器1 s到達後，判斷按鍵是否仍是按下。如是則轉換為連發狀態，否則恢復初始態。當0.5 s到達後，重新判斷按鍵是否仍是按下。如是，則繼續為連發狀態，輸出值加10；如果按鍵抬起，則恢復初始態。
4 實驗結果
該 驅動程式經過gcc-arm-liunx-3.4.4編譯，並在micro2440sdk開發板上執行(開發板上的系統版本為linux2.6.13)， 執行結果如圖3所示。
從執行結果可以看出，如果按下按鍵並在1 s抬起，輸出值每次只加1；如果按下按鍵超過1 s，系統的輸出值每隔0.5s將加10。說明本驅動執行正常，且具有了連發功能。
結 語
本 文主要分析了按鍵有限狀態機的工作過程，並利用liunx核心定時器實現了狀態機的狀態轉換時間間隔，最後給出了基於有限狀態機的具有連發功能linux 驅動編寫**，實現了具有連發功能的按鍵驅動，為基於有限狀態機的按鍵驅動提供了一種解決思路。
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