智能手機(jī)全鍵盤控制器及其編程
出處:電子設(shè)計工程 發(fā)布于:2011-09-05 11:21:50
1 引言
智能手機(jī)(Smartphone),是指像個人電腦一樣,具有獨立的操作系統(tǒng),可以由用戶自行安裝軟件、游戲等第三方服務(wù)商提供的程序,通過此類程序來不斷對手機(jī)的功能進(jìn)行擴(kuò)充,并可以通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入的這樣一類手機(jī)的總稱。
隨著智能手機(jī)逐步普及,3G服務(wù)不斷完善,利用手機(jī)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件已逐步成為一種時尚;但常見的手機(jī)鍵盤僅有簡單的功能和數(shù)字按鍵,而輸入復(fù)雜的漢字、符號時需繁瑣切換,輸入速度減緩,所以,高端手機(jī)迫切需要一種便捷的輸入界面。由于鍵盤掃描需占用大量GPIO,而手機(jī)中無論是基帶控制器還是應(yīng)用處理器受到器件引腳數(shù)的限制,因此能夠提供的GPIO數(shù)目十分有限,通常需要外擴(kuò) GPIO來實現(xiàn)鍵盤掃描,這會占用大量軟件資源并增加許多功耗。因此,Maxim公司針對這一問題先后推出兩代全鍵盤控制器MAX7349和 MAX7359。
2 MAX7349和MAX7359編程
MAX7349和MAX7359均可管理多達(dá)64個按鍵,采用Maxim專有的低電壓、低EMI靜態(tài)按鍵掃描技術(shù),并將去抖后的掃描結(jié)果編成鍵值,依據(jù)按鍵的鍵序?qū)㈡I值消息存放在FIFO中,手機(jī)處理器在適當(dāng)?shù)臅r候讀取FIFO中的鍵值消息,即使處理器沒有及時處理按鍵事件,按鍵消息也不會丟失,這對通常采用非實時操作系統(tǒng)的智能手機(jī)來說非常重要。與MAX7349相比,MAX7359增加了按鍵釋放檢測功能,即每次按下和釋放按鍵都會生成一個鍵值消息,可以更簡便實現(xiàn)多鍵同時輸入及組合鍵功能。
MAX7359還具有自動休眠和自動喚醒功能,以使器件的功耗。一個休眠周期后,自動休眠功能將器件置于低功耗狀態(tài)。發(fā)生按鍵事件時,自動喚醒功能設(shè)置MAX7359返回至正常工作模式。
以下是MAX7349的編程建議:
(1)建議避免使用0行0列的0號按鍵。
(2)MAX7349初始化,假設(shè)MAX7349設(shè)置I2C地址的AD0引腳接地,將MAX7349的I2C讀/寫地址設(shè)為0x71/0x70,其過程如下:
/*MAX7349初始化開始*/
I2C_Write(0x70,0x04,0x01,); //關(guān)斷
I2C_Write (0x70,0x01,0); //9 ms去抖
I2C_Write(0x70,0x02,0); //禁止Autorepeat功能
I2C_Wirte(0x70,0x03,0x01); //使能硬件中斷
I2C_Write(0x70,0x05,0); //防止意外輸出,可省略
I2C_Write(0x70,0x04,0x81); //啟動器件正常功能
/*MAX7349初始化結(jié)束*/
(3)每次收到硬件中斷后,連續(xù)讀FIFO寄存器(I2C_Write(0x70,0x00);I2C_Read(0x71,變量)。注意此讀操作是用于寫FIFO寄存器地址0x00的寫操作和讀操作構(gòu)成;如果連續(xù)讀FIFO,則只需開始時進(jìn)行寫操作I2C_Write(0x70,0x00) 即可,F(xiàn)IFO寄存器地址不會自動遞增),一直讀到0x00的值全為0為止(建議避免使用0號按鍵),設(shè)一個讀取次數(shù)(256次),如果來中斷讀取256次FIFO中還有非0值,就直接重啟器件,執(zhí)行如下操作:
I2C_Write(0x70,0x04,0x01); //關(guān)斷
12C_Write(0x70,0x04,0x81); //啟動器件正常功能
(4)關(guān)于按鍵釋放檢測,由于MAX7349無按鍵釋放檢測,對于組合鍵,長短鍵等特殊按鍵需求,需要軟件配合來實現(xiàn)。實現(xiàn)方法如下:
每次收到硬件中斷后通過I2C將FIFO讀空,50 ms后將MAX7349重啟,執(zhí)行以下操作:
I2C_Write(0x70,0x04,0x01,); //關(guān)斷
I2C_Write(0x70,0x04,0x81);//啟動器件正常功能
若隨后未收到中斷,或收到中斷后一直讀空FIFO,也未有與上相同的按鍵信息,則認(rèn)為上次按鍵釋放,向上層軟件發(fā)一個按鍵釋放信息。如果收到中斷后讀FIFO中有與上次相同的按鍵信息,則繼續(xù)重復(fù)“讀空FIFO,等50 ms重啟器件”的步驟。
(5)根據(jù)經(jīng)驗,在I2C總線工作不正常時嘗試通過設(shè)置0x04寄存器的D0位使能或禁止總線超時功能。MAX7359南于增加了按鍵釋放檢測功能,即按下和釋放按鍵都產(chǎn)成一個鍵值信息,所以要比MAX7349的軟件處理更簡單,關(guān)于MAX7359的編程建議如下:
①避免使用的按鍵 MAX7359修改按鍵信息FIFO(寄存器地址為:0x00)為空時的缺省值,由MAX7349的0x00改成MAX7359的0x3f。所以如果設(shè)計使用新的MAX7359。
②MAX7359初始化MAX7359初始化過程如下(假設(shè)MAX7359設(shè)置I2C地址的AD0引腳接地,將MAX7359的I2C讀/寫地址設(shè)為Ox71/0x70);
/*MAX7359初始化開始*/
I2C_Write(0x70,0x01,0x08); //關(guān)斷,開始初始化
I2C_Write(0x70,0x02,0x01); //10 ms去抖,可調(diào)
I2C_Write(0x70,0x03,0x01); //按鍵消息FIFO非空則觸發(fā)中斷
I2C_Wirte(0x70,0x04,0); //防止錯誤觸發(fā)GPIO
I2C_Write(0x70,0x05,0); //關(guān)閉自動重復(fù)功能
I2C_Write(0x70,0x06,0); //關(guān)閉自動關(guān)斷功能,可根據(jù)需要打開自動關(guān)斷功能,關(guān)斷前的等待時間可設(shè)。
I2C_Write(0x70,0x01,0x88); //啟動器件正常功能
/*MAX7359初始化結(jié)束*/
3 讀取按鍵消息
3.1 設(shè)置FIFO寄存器
收到硬件中斷后,先通過寫操作設(shè)置FIFO寄存器地址:0x00。
I2C_Write(0x70,0x00)://如果寫FIFO地址之后沒有對MAX7359其他控制寄存器的讀寫,則下次讀FIFO寄存器,可不用再寫FIFO地址。
I2C_Read(0x71,字節(jié)變量);
…… //重復(fù)讀FIFO直至讀到代表
FIFO為空的0x3f,可以沒一個次數(shù),如256次,如果中斷后讀了256次FIFO里還有沒讀到0x3f,則軟重啟軟重啟過程如下:
I2C_Write(0x70,0x0 1,0x08);
I2C_Write(0x70,0x01,0x88);
3.2 FIFO消息的處理
處理讀到的FIFO字節(jié)變量(假設(shè)變量名為:FIFO_BYTE)后,軟件處理方法如下:
(1)將從FIFO收到的非0x3f的字節(jié)變量FIFO_BYTE和0x3f取與(AND 0x3f),結(jié)果值為按鍵值(即0至63號鍵中某一個被按下或釋放)。
(2)再將該FIFO_BYTE和0x40取與(AND 0x40),結(jié)果為0則說明按鍵被按下,結(jié)果非0則說明按鍵被釋放。如果硬件布線時使用了63號和62號鍵,F(xiàn)IFO_BYTE處理復(fù)雜,請軟件設(shè)計工程師參考MAX7359編程指南的62號和63號鍵處理方法。
3.3 長按鍵處理
通常需要起一個定時器,定時檢查還未收到鍵盤釋放信息的鍵盤按下信息都是何時發(fā)生的,如果是當(dāng)前時間減去按鍵按下的時間滿足長按鍵時間,就可向上層軟件發(fā)長按鍵消息。
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