### 小键盘+LED驱动实验知识点详述 #### 实验目的 本次实验旨在深入学习小键盘的驱动原理以及LED显示的机制。通过实践操作,掌握如何利用轮询方式获取键值,理解驱动程序中轮询与中断两种方式的差异,并学会如何将按键值通过移位显示在LED上。 #### 实验原理与说明 ##### 键盘概念解析 1. **键盘扫描码**: 当按键动作发生时,键盘会向系统发送特定的扫描码,这是物理层面上的信号,用来指示具体的键位动作。例如,按键'A'的扫描码为1CH,且当键持续被按压时,会以一定频率重复发送此码,直到键被释放或有新键按下。键释放时,会额外发送F0H,随后是键的扫描码,如A键释放时发送F0H1CH。 2. **系统扫描码**: 不同于键盘直接发送的扫描码,系统处理的是系统扫描码,这一转换通常由硬件(如8042芯片)自动完成。系统扫描码在键释放时,将两个扫描码压缩为一个字节,如'A'键释放的F0H1CH变为9E。 3. **键码**: 内核中使用键码(keycode)来简化键盘按键处理,键码范围在1-128之间,用7位表示,高位区分按键状态(按下或释放)。硬件实现串转并,软件处理的是完整扫描码。 ##### 按键值获取方式 在PC机中,由于PS/2键盘键位众多,采用中断方式更高效。当键按下时触发硬件中断,中断服务程序处理扫描码,转换为系统扫描码,进一步转化为键码和ASCII码,发送至控制台。但对于实验平台的小键盘(4×4布局),考虑到规模较小,采用轮询方式更为简便。 在轮询方式中,小键盘通过GPIO与CPU连接,行(GPC7-GPC10)与列(GPD0-GPD1,GPD8-GPD9)相连。通过控制行和列的电平,可以检测到按键动作,从而确定键值。具体步骤包括:首先将所有行设为低电平,列设为高电平,检查列电平变化确定被按下的列;然后将所有列设为低电平,行设为高电平,确定被按下的行。结合行和列的信息,可以准确识别按键。 #### 驱动代码示例 驱动代码中的`keybd_arr`数组定义了键值映射,其中0代表无键按下,a-f表示功能键。`keybd_read`函数展示了如何读取按键状态,通过控制GPIO电平来检测按键动作,最终确定键值。 #### 总结 小键盘+LED驱动实验不仅加深了对键盘驱动原理的理解,还涉及了LED显示技术的应用。通过学习轮询和中断两种按键检测方式,以及如何在驱动程序中实现这些逻辑,学生能够掌握嵌入式系统中输入设备的控制技巧,为后续复杂项目打下坚实基础。此外,实验还强调了理论与实践相结合的重要性,让学生在动手实践中巩固知识,提高解决实际问题的能力。
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