ISIX w przykładach w języku C. Obsługa klawiatury matrycowej

70 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2011 NOTATNIK KONSTRUKTORA Dodatkowe materiały na CD i FTP W  przypadku systemu operacyjne- go, procedurę obsługi klawiatury nume- rycznej możemy delegować do specjalnie w tym celu utworzonego wątku. W bieżą- cym przykładzie do linii GPIO dołączymy telefoniczną klawiaturę matrycową 4×4 oraz znany z  wcześniejszych przykładów wyświetlacz z telefonu N3310. Wątek ob- ISIX w przykładach w języku C Obsługa klawiatury matrycowej W  ostatnim przykładzie wprowadzającym w  programowanie ISIX-a, w  języku C pokażemy w  jaki sposób obsłużyć klawiaturę matrycową. Klawiatury tego typu dzięki multipleksowaniu pozwalają na obsługę wielu klawiszy przy stosunkowo niewielu wymaganych liniach I/O. W  klasycznych rozwiązaniach bez systemu mikroprocesorowego, obsługa klawiatury matrycowej najczęściej jest realizowana przez procedurę obsługi układu czasowo-licznikowego. sługi klawiatury w  momencie wykrycia wciśnięcia klawisza będzie wysyłał wia- domość zawierającą kod klawisza, która będzie odczytywana i  wyświetlana na ekranie N3310 przez wątek wyświetla- nia. Do realizacji powyższego przykładu konieczne będzie dołączenia modułu KA- modLCD1 oraz modułu klawiatury matry- cowej KAmodKB4×4 (obydwa produkcji KAMAMI). Opis działania programu Zasadę działania programu z uwzględ- nieniem podziału na wątki przedstawiono na rysunku 1. Wykonywanie aplikacji rozpoczyna się od funkcji main() - listing 1. Na po- czątku tworzony jest niezależny wątek obsługi LED D1, a następnie kolejka FIFO składająca się z 10 kodów klawiszy. Jeżeli proces tworzenia kolejki został wykonany pomyślnie, to jest tworzony wątek obsługi klawiatury oraz wątek wyświetlania. Na- stępnie jest uruchamiany planista zadań systemu ISIX. Za obsługę klawiatury od- powiada wątek kbd_task (listing 2). Na początku wykonywana jest proce- dura inicjalizująca klawiaturę (listing  3), która wykonuje konfigurowanie linii ko- lumn PE0..PE3 w kierunku wejścia, nato- miast linii wierszy PE4..PE7 w  kierunku wyjścia. Funkcja konfigurowania portów jest re- alizowana przez procedurę io_config_ext, która umożliwia skonfigurowanie grupy pinów w wybranym porcie, przekazanych przez maskę bitową. Po wykonaniu czynności początko- wych wątek przechodzi do pętli nieskoń- czonej, gdzie następuje cykliczna zmiana stanów wyjść ROW, a  następnie odczyt bitów linii COL. Na postawie znajomości aktualnie aktywowanego stanu na liniach List. 2. Wątek obsługi klawiatury ISIX_TASK_FUNC(kbd_task,entry_params) { //Initialize gpio port keyscan keyscan_init(); //Fifo pointer fifo_t *key_fifo = (fifo_t*)entry_params; //Main loop for(;;) for(int row=KEYSCAN_FIRST_ROW;row<=KEYSCAN_LAST_ROW ;row<<=1) { //Set row output io_set_clr_mask( KEYSCAN_PORT, row, KEYSCAN_ROW_PINS ); //Wait one tick before read isix_wait(1); int col = io_get_mask( KEYSCAN_PORT, KEYSCAN_COL_PINS); if(col>0) { //If col selected translate key and sent to disp key_t key = key_translate( row, col ); isix_fifo_write( key_fifo, &key, isix_ms2tick(KEY_SCAN_INTERVAL)); } //Wait one ms isix_wait_ms(KEY_SCAN_INTERVAL); } } Listing 1. Funkcja main() programu obsługi klawiatury matrycowej int main(void) { //Create ISIX blinking task isix_task_create( blinking_task, NULL,ISIX_PORT_SCHED_MIN_STACK_DEPTH, TASK_ PRIO_LED); //Create fifo msgs fifo_t *key_fifo = isix_fifo_create( 10, sizeof(key_t) ); if(key_fifo) { //Create isix tasks (key and disp) isix_task_create(kbd_task,key_fifo,TASK_STK_SIZE,TASK_PRIO_KEY); isix_task_create(display_srv_task,key_fifo,TASK_STK_SIZE,TASK_PRIO_DISP); } isix_start_scheduler(); //Start the sheduler } Rysunek 1. 71ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2011 ISIX w przykładach w języku C Listing 5. Wątek odczytujący stan klawiszy static ISIX_TASK_FUNC(display_srv_task, entry_params) { fifo_t *temp_fifo = (fifo_t*)entry_params; key_t key; nlcd_init(); //Initialize LCD //Put welcome string nlcd_put_string( ?www.boff.pl?, 0, 0 ); nlcd_put_string( ?Clicked key:?, 0, 1 ); for(;;) { //Read data from fifo if(isix_fifo_read( temp_fifo, &key, ISIX_TIME_INFINITE )==ISIX_EOK) { nlcd_set_position(6,2); nlcd_put_char(key); } } } Listing 4. Funkcja zwracająca kod wciśniętego klawisza static inline char key_translate(int row, int col) { switch(row) /* Select row */ { case KEYSCAN_ROW1_BIT: switch(col) /* Select col */ { case KEYSCAN_COL1_BIT: return ?1?; case KEYSCAN_COL2_BIT: return ?2?; case KEYSCAN_COL3_BIT: return ?3?; case KEYSCAN_COL4_BIT: return ?A?; } break; case KEYSCAN_ROW2_BIT: switch(col) /* Select col */ { case KEYSCAN_COL1_BIT: return ?4?; case KEYSCAN_COL2_BIT: return ?5?; case KEYSCAN_COL3_BIT: return ?6?; case KEYSCAN_COL4_BIT: return ?B?; } break; case KEYSCAN_ROW3_BIT: switch(col) /* Select col */ { case KEYSCAN_COL1_BIT: return ?7?; case KEYSCAN_COL2_BIT: return ?8?; case KEYSCAN_COL3_BIT: return ?9?; case KEYSCAN_COL4_BIT: return ?C?; } break; case KEYSCAN_ROW4_BIT: switch(col) /* Select col */ { case KEYSCAN_COL1_BIT: return ?*?; case KEYSCAN_COL2_BIT: return ?0?; case KEYSCAN_COL3_BIT: return ?#?; case KEYSCAN_COL4_BIT: return ?D?; } break; } return ?x?; //Unknown key } Listing 3. Inicjalizowanie linii I/O do obsługi klawiatury //Initialize the port configuration static void keyscan_init(void) { RCC->APB2ENR |= RCC_APB2Periph_GPIOE; //Input push pull +GND io_config_ext( KEYSCAN_PORT, KEYSCAN_COL_PINS, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_CNF_IN_ PULLUP ); io_clr_mask(KEYSCAN_PORT, KEYSCAN_COL_PINS); //Output row to zero io_config_ext( KEYSCAN_PORT, KEYSCAN_ROW_PINS, GPIO_MODE_10MHZ, GPIO_CNF_ GPIO_PP ); io_clr_mask(KEYSCAN_PORT, KEYSCAN_ROW_PINS); } ROW (wierszy), oraz badania stanu linii wejściowych kolumn COL (kolumn), mo- żemy ustalić kod wciśniętego klawisza. Po ustawieniu linii wierszy odczyt linii kolumn następuje z opóźnieniem jednego cyklu systemu operacyjnego (1  ms), tak aby dać czas na ustalenie się sygnałów wyjściowych. W przypadku wykrycia sta- nu wysokiego na jakiejkolwiek linii COL wywoływana jest funkcja key_translate(), która na podstawie aktualnego wiersza i  aktualnej kolumny zwraca kod wciśniętego klawisza (listing 4). Działanie funkcji tłumaczącej jest bardzo proste i  sprowadza się do zwrócenia odpowied- niego kodu klawisza na podstawie aktualnego wiersza oraz aktualnej kolumny wykorzystując podwójną konstrukcję switch-case. Tak przekształcony kod klawisza jest na- stępnie wysyłany do kolejki FIFO, po czym jest wywoływana funk- cja isix_wait_ms(), która usypia wątek odczytu klawiatury na 9 ms. Za odczytywanie stanu kla- wiszy odpowiada wątek display_srv_task (listing 5). Działanie wątku roz- poczyna się od inicjali- zacji biblioteki obsługi wyświetlacza NCD3310, wyświetlenia w  liniach 0-1 komunikatu powitalnego, a  następnie przejścia do pętli głównej wątku. W pętli za pomocą funkcji isix_fifo_read(), odczy- tywana jest kolejka FIFO znaków. Jeżeli w kolejce znajduje się jakiś znak, kod od- czytanego znaku wyświetlany jest na wy- świetlaczu LCD. Jeżeli w  kolejce nie ma żadnego znaku, wówczas wątek jest usy- piany. Lucjan Bryndza