11.按键驱动之定时器防抖(详解)

本节目标:

 通过定时器来防止按键抖动,测试程序是使用上节的:阻塞操作的测试程序

1.在没有定时器防抖情况下,按键没有稳定之前会多次进入中断,使得输出多个相同信息出来

2.按键波形图,如下所示:

3.如何消去按键抖动

通过定时器延时10ms,然后每当按键进入中断时就更新定时器延时10ms,若延时10ms到了说明已经过了抖动范围,然后再打印按键电平信息

4.定时器结构体和函数介绍

我们先来看看两个全局变量:

jiffies: 是系统时钟,全局变量,默认每隔10ms加1

HZ:是每S的频率,通过系统时钟换算出来,比如每隔10ms加1,那么HZ就等于100

4.1定时器结构体timer_list

timer_list常用结构体成员如下所示:

1)data     //传递到*function超时处理函数的参数,主要在多个定时器同时使用时,区别是哪个timer超时。

2)expires  //定时器到期的时间,当expires小于等于jiffies时,这个定时器便到期并调用定时器超时处理函数,然后就不会再调用了,             比如要使用10ms后到期,赋值(jiffies+HZ/100)即可

3)void (*function)(unsigned long) //定时器超时处理函数。

4.2 定时器常用函数

init_timer(struct timer_list*)    //定时器初始化结构体函数,

add_timer(struct timer_list*)     //往系统添加定时器,告诉内核有个定时器结构体

mod_timer(struct timer_list *, unsigned long jiffier_timerout) //修改定时器的超时时间为jiffies_timerout,                                                                 当expires小于等于jiffies时,便调用定时器超时处理函数。

timer_pending(struct timer_list *)    //定时器状态查询,如果在系统的定时器列表中则返回1,否则返回0;

del_timer(struct timer_list*)         //删除定时器,在本驱动程序出口函数sixth_drv_exit()里添加

5.修改驱动程序实现定时器消抖动

5.1首先定义一个定时器结构体:

static struct timer_list buttons_timer;   //定义定时器结构体

5.2在init入口函数中初始化定时器结构体:

init_timer(&buttons_timer);     //初始化结构体

/*本中断都是更新同一个定时器,所以成员.data无需初始,默认为0
不需要定时器到期时间,所以成员.expires无需初始化,默认为0,由于小于等于jiffies,会进入一次定时器超时函数*/
buttons_timer. function= buttons_timer_ function;

add_timer(&buttons_timer);       //告诉内核,有一个定时器

5.3 在exit出口函数中删除定时器:

del_timer(&buttons_timer);        //删除定时器

5.4定义全局变量*irq_dev_id,然后在中断服务函数中获取dev_id

struct pin_desc *irq_dev_id ;    //定义全局变量获取dev_id

并修改中断服务函数:

static irqreturn_t  buttons_irq (int irq, void *dev_id)       //中断服务函数
{
     irq_dev_id =(struct pin_desc *)dev_id;     //获取引脚描述结构体
          /*每产生一次中断,则更新定时器10ms超时 */   
     mod_timer(&buttons_timer, jiffies+HZ/100);

     return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);                
}

5.5当10ms超时到了,进入定时器超时函数,处理*irq_dev_id来判断是哪个按键按下的

static  void buttons_timer_function(unsigned long data)   //定时器超时函数
{      
       unsigned int  pin_val=0;   
       if(!irq_dev_id)   //初始化时,由于定时器.expires成员=0,会进入一次,若irq_dev_id为0则退出
       {printk("expires: timer out\n");
         return ; }                                              

       pin_val=s3c2410_gpio_getpin(irq_dev_id->pin);   //获取按键值

        if(pin_val)
        {
                  /*按下 (下降沿),清除0x80*/      
                   key_val=irq_dev_id->pin_status&0xef;
         }
         else
         {
                   /*没有按下(上升沿),加上0x80*/
                   key_val=irq_dev_id->pin_status|0x80;
         }
       
            even_press=1;                                        //退出等待队列
            wake_up_interruptible(&button_wait);                //唤醒 中断
            kill_fasync(&button_async, SIGIO, POLL_IN);        //发送SIGIO信号给应用层
}

6.测试效果

如下图所示,当定时器expire成员<=jiffies时会进入一次定时器超时函数,我们按键驱动就不需要这个,因为按键并没有按下,所以需要进入定时器超时函数,需要先判断一次,避免误操作:

如下图所示,我们运行测试程序,来快速按下按键试试:

7.本节测试程序代码使用的是上一节: 阻塞操作的测试程序

8.本节驱动程序sixth.c代码:

#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;   //定义定时器结构体
struct pin_desc *irq_dev_id ;    //定义全局变量获取dev_id
static struct class *sixthdrv_class;                 
static struct class_device   *sixthdrv_class_devs; 

/*定义互斥锁button_lock,被用来后面的down()和up()使用 */
static DECLARE_MUTEX(button_lock);  

/*    声明等待队列类型中断 button_wait      */
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_wait);

/*    异步信号结构体变量    */
static struct fasync_struct * button_async;
 

/*
  * 定义中断事件标志
  * 0:进入等待队列        1:退出等待队列
  */
static int even_press=0;                          

 
/*
  * 定义全局变量key_val,保存key状态
  */
static int key_val=0;                          

 
/*
  *引脚描述结构体
  */
 struct pin_desc{
   unsigned int  pin;
   unsigned int  pin_status;
};

 
/*
  *key初始状态(没有按下): 0x81,0x82,0x83,0x84
  *key状态(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)  //卸载中断
{
  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]);

           /*释放信号量*/
           up(&button_lock);                                   

          return 0;
}



/*
  *   确定是上升沿还是下降沿
  */
static irqreturn_t  buttons_irq (int irq, void *dev_id)       //中断服务函数
{
        irq_dev_id =(struct pin_desc *)dev_id;     //获取引脚描述结构体
 
         /*每产生一次中断,则更新定时器10ms超时 */   
         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,获取不到则退出
  {
   if(down_trylock(&button_lock) )
                   return -1;
  }

  else   //阻塞操作,获取不到则进入休眠
  {
     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,获取不到则退出
         {
          if(!even_press )   //没有按键按下
                     return -1;
         }

       /*阻塞操作,则直接进入休眠状态,直到有按键按下为止*/         
         /*进程 进入等待队列(休眠状态)*/
         wait_event_interruptible(button_wait, even_press);           

        /*有按键按下,退出等待队列,上传key_val 给用户层*/
         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); // 不会立即休眠
        
      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结构体,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,    //里面添加free_irq函数,来释放中断服务函数
        .poll = sixth_poll,
        .fasync= sixth_fasync,     //初始化异步信号函数
};

 

static  void buttons_timer_function(unsigned long data)   //定时器超时函数
{      
     unsigned int  pin_val=0;     

     if(!irq_dev_id)        //定时器.expires成员=0,会进入一次,若irq_dev_id为0则退出
   {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
   {
    /*没有按下(上升沿),加上0x80*/
   key_val=irq_dev_id->pin_status|0x80;
    }

    even_press=1;                                        //退出等待队列
    wake_up_interruptible(&button_wait);               //唤醒 中断
    kill_fasync(&button_async, SIGIO, POLL_IN);        //发送SIGIO信号给应用层 

}

volatile int sixth_major;
static int sixth_drv_init(void)
{
   init_timer(&buttons_timer);  //初始化定时器  
   buttons_timer. function= buttons_timer_function;   //定时器超时函数
   add_timer(&buttons_timer);    //添加到内核中


   sixth_major=register_chrdev(0,"sixth_drv",&sixth_drv_fops);  //创建驱动
   sixthdrv_class=class_create(THIS_MODULE,"sixth_dev");    //创建类名
   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");            //卸载驱动 
 class_device_unregister(sixthdrv_class_devs);         //卸载类设       
 class_destroy(sixthdrv_class);                         //卸载类

   del_timer(&buttons_timer);               //删除定时器

 return 0;
}

module_init(sixth_drv_init);
module_exit(sixth_drv_exit); 
MODULE_LICENSE("GPL v2");}

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏xcywt

关于 getsockname、getpeername和gethostname、gethostbyname

一、gethostname,gethostbyname的用法 这两个函数可以用来获取主机的信息。 gethostname:获取主机的名字 gethostbyna...

1825
来自专栏JackieZheng

Spring实战——缓存

缓存 提到缓存,你能想到什么?一级缓存,二级缓存,web缓存,redis…… 你所能想到的各种包罗万象存在的打着缓存旗号存在的各种技术或者实现,无非都是宣扬缓...

17710
来自专栏熊二哥

快速入门系列--CLR--02多线程

最近,由于基础框架的整体升级,因此需要更新所有相关项目的DLL文件。这个过程存在不小的风险,因此也对发布后的生产服务器进行了密切的监控,结果还是出现了个别应用出...

1659
来自专栏Golang语言社区

Go 语言系统调用简析

一、系统调用概述 系统调用是受控的内核入口,借助于这一机制,进程可以请求内核以自己的名义去执行某些动作。Linux 内核以 C 语言语法 API 接口形式(头文...

3948
来自专栏个人分享

SparkConf加载与SparkContext创建(源码阅读二)

  1、下面,开始创建BroadcastManager,就是传说中的广播变量管理器。BroadcastManager用于将配置信息和序列化后的RDD、Job以及...

702
来自专栏

socket读写返回值的处理

在调用socket读写函数read(),write()时,都会有返回值。如果没有正确处理返回值,就可能引入一些问题 总结了以下几点 1当read()或者writ...

1925
来自专栏CSDN技术头条

Spark Block存储管理分析

Apache Spark中,对Block的查询、存储管理,是通过唯一的Block ID来进行区分的。所以,了解Block ID的生成规则,能够帮助我们了解Blo...

20510
来自专栏Jed的技术阶梯

Spark常用Transformations算子(一)

介绍以下Transformations算子: map flatMap mapPartitions mapPartitionsWithIndex fil...

685
来自专栏JackieZheng

Spring实战——缓存

缓存 提到缓存,你能想到什么?一级缓存,二级缓存,web缓存,redis…… 你所能想到的各种包罗万象存在的打着缓存旗号存在的各种技术或者实现,无非都是宣扬缓...

19710
来自专栏mini188

Ignite性能测试以及对redis的对比

测试方法 为了对Ignite做一个基本了解,做了一个性能测试,测试方法也比较简单主要是针对client模式,因为这种方法和使用redis的方式特别像。测试方法很...

3707

扫码关注云+社区