第七章為面向通用接口的編程，本文內(nèi)容為7.7 數(shù)碼管與矩陣鍵盤聯(lián)合使用、7.8 ZLG72128——數(shù)碼管與鍵盤管理、7.9 溫控器。

7.7 數(shù)碼管與矩陣鍵盤聯(lián)合使用

數(shù)碼管的位選引腳為PIO0_17 和PIO0_23，而矩陣鍵盤的列線引腳同樣為PIO0_17 和PIO0_23，當(dāng)數(shù)碼管和矩陣鍵盤同時(shí)使用時(shí)，數(shù)碼管的位選引腳和矩陣鍵盤的列線引腳是復(fù)用的，這是常見的硬件電路設(shè)計(jì)，可以達(dá)到節(jié)省引腳的目的。

AMetal 提供了數(shù)碼管和矩陣鍵盤聯(lián)合使用的驅(qū)動(dòng)，其本質(zhì)上就是數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)和矩陣鍵盤驅(qū)動(dòng)的簡(jiǎn)單整合，避免了在多個(gè)實(shí)例信息中提供一些相同的信息，如數(shù)碼管實(shí)例信息中的位選引腳在和矩陣鍵盤實(shí)例信息中的列線引腳是完全一樣的。

由于存在兩種數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)：GPIO 輸出段碼，對(duì)應(yīng)MiniPort-View 單獨(dú)使用；HC595 輸出段碼，對(duì)應(yīng)MiniPort-View + MiniPort-595。當(dāng)與矩陣鍵盤聯(lián)合使用時(shí)，也存在對(duì)應(yīng)的兩種情況：GPIO 輸出段碼的數(shù)碼管和矩陣鍵盤聯(lián)合使用，對(duì)應(yīng)MiniPort-View + MiniPort-Key；HC595 輸出段碼的數(shù)碼管和矩陣鍵盤聯(lián)合使用，對(duì)應(yīng)MiniPort-View + MiniPort-595 +

MiniPort-Key。

>>> 7.7.1 數(shù)碼管、鍵盤與I/O 驅(qū)動(dòng)

當(dāng)MiniPort-View 和MiniPort-Key 兩塊配板聯(lián)合使用時(shí)，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)初始化函數(shù)原型（am_miniport_view_key.h）為：

• p_dev 為指向am_miniport_view_key_dev_t 類型實(shí)例的指針；

• p_info 為指向am_miniport_view_key_info_t 類型實(shí)例信息的指針。

1. 實(shí)例

am_miniport_view_key_dev_t 類型（am_miniport_view_key.h）實(shí)例的定義如下：

其中，miniport_view_key 為用戶自定義的實(shí)例，其地址作為p_dev 的實(shí)參傳遞。

2. 實(shí)例信息

描述與數(shù)碼管、矩陣鍵盤相關(guān)的實(shí)例信息的類型am_miniport_view_key_info_t 的定義（am_miniport_view_key.h）如下：

其中，scan_info 是am_digitron_scan_gpio_info_t 類型的數(shù)碼管實(shí)例信息（GPIO 輸出段碼），其對(duì)應(yīng)的定義僅與數(shù)碼管相關(guān)信息有關(guān)，詳見程序清單7.49，可以不作任何改動(dòng)。

key_info 是am_key_matrix_base_info_t 類型的矩陣鍵盤的基礎(chǔ)信息，在矩陣鍵盤的實(shí)例信息中有定義，詳見程序清單7.35。

在前面矩陣鍵盤實(shí)例信息的定義中，除am_key_matrix_base_info_t 類型的基礎(chǔ)信息外，還包含p_pins_row 指定的行線引腳信息和p_pins_col 指定的列線引腳信息，但當(dāng)數(shù)碼管和矩陣鍵盤同時(shí)使用時(shí)，由于矩陣鍵盤的列線引腳與數(shù)碼管的位選引腳是相同的，因此，無需再額外指定矩陣鍵盤的列線引腳，僅需使用p_pins_row 指定行線引腳即可，結(jié)合前面定義的數(shù)碼管實(shí)例信息和矩陣鍵盤信息，可以定義MiniPort-View+MiniPort-Key 設(shè)備對(duì)應(yīng)的實(shí)例信息如下：

基于實(shí)例、實(shí)例信息，即可完成數(shù)碼管實(shí)例的初始化：

它將同時(shí)完成數(shù)碼管和按鍵的初始化，當(dāng)完成初始化后，可使用通用數(shù)碼管接口和通用按鍵接口操作數(shù)碼管和按鍵。基于模塊化編程思想，將初始化相關(guān)的實(shí)例和實(shí)例信息等的定義存放到數(shù)碼管的配置文件中，詳見程序清單7.55 和程序清單7.56。

程序清單7.55 數(shù)碼管、按鍵聯(lián)合使用實(shí)例初始化函數(shù)實(shí)現(xiàn)（am_hwconf_miniport_view_key.c）

程序清單7.56 數(shù)碼管、按鍵聯(lián)合使用實(shí)例初始化函數(shù)聲明（am_hwconf_miniport_view_key.h）

后續(xù)只需使用無參數(shù)的實(shí)例初始化函數(shù)，即可執(zhí)行以下語(yǔ)句完成MiniPort-View +MiniPort-Key 實(shí)例的初始化：

當(dāng)完成初始化后，可使用通用數(shù)碼管接口和通用按鍵接口操作數(shù)碼管和按鍵。

>>> 7.7.2 數(shù)碼管、鍵盤與HC595 驅(qū)動(dòng)

當(dāng)MiniPort-View、MiniPort-Key 和MiniPort-595 三塊配板聯(lián)合使用時(shí)，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)初始化函數(shù)原型（am_miniport_view_key_595.h）為：

• p_dev 為指向am_miniport_view_key_595_dev_t 類型實(shí)例的指針；

• p_info 為指向am_miniport_view_key_595_info_t 類型實(shí)例信息的指針。

1. 實(shí)例

am_miniport_view_key_595_dev_t 類型（am_miniport_view_key_595.h）實(shí)例定義如下：

其中，miniport_view_key_595 為用戶自定義的實(shí)例，其地址作為p_dev 的實(shí)參傳遞。

2. 實(shí)例信息

描述與數(shù)碼管和矩陣鍵盤相關(guān)的實(shí)例信息的類型am_miniport_view_key_595_info_t 的定義（am_miniport_view_key_595.h）如下：

唯一的不同，僅僅是數(shù)碼管信息scan_info 成員的類型由am_digitron_scan_gpio_info_t變?yōu)榱薬m_digitron_scan_hc595_gpio_info_t，其余的信息保存不變。因?yàn)樗鼈冇布系膮^(qū)別僅僅是一個(gè)使用GPIO 輸出段碼，一個(gè)使用595 輸出段碼，因此實(shí)例信息也僅僅是數(shù)碼管信息存在一點(diǎn)差異。

結(jié)合前面定義的數(shù)碼管和矩陣鍵盤實(shí)例信息，定義MiniPort-View + MiniPort-Key +MiniPort-595 設(shè)備對(duì)應(yīng)的實(shí)例信息如下：

3. HC595 句柄handle

若使用Miniport-595 輸出碼段，則應(yīng)通過MiniPort-595 的實(shí)例初始化函數(shù)獲得HC595的句柄。即：

HC595 句柄即可直接作為handle 的實(shí)參傳遞。

基于實(shí)例、實(shí)例信息和HC595 句柄，即可完成MiniPort-View + MiniPort-Key +MiniPort-595 設(shè)備實(shí)例的初始化。比如：

當(dāng)完成初始化后，即可使用通用數(shù)碼管和按鍵接口操作數(shù)碼管和按鍵。基于模塊化編程思想，將初始化相關(guān)的實(shí)例和實(shí)例信息等的定義存放到數(shù)碼管的配置文件中，將相關(guān)內(nèi)容新增到am_hwconf_miniport_view_key.c 文件中。與此同時(shí)，將實(shí)例初始化函數(shù)的聲明新增到am_hwconf_miniport_view_key.h 文件中，詳見程序清單7.57 和程序清單7.58。

程序清單7.57 實(shí)例初始化函數(shù)實(shí)現(xiàn)（am_hwconf_miniport_view_key.c）

程序清單7.58 am_hwconf_miniport_view_key.h 文件更新

后續(xù)只需使用無參數(shù)的實(shí)例初始化函數(shù)，即可執(zhí)行以下語(yǔ)句完成MiniPort-View +MiniPort-Key + MiniPort-595 設(shè)備實(shí)例的初始化：

當(dāng)完成初始化后，即可使用通用數(shù)碼管和按鍵接口操作數(shù)碼管和按鍵。

通過Miniport 系列配板在各種組合方式下的驅(qū)動(dòng)介紹可知，MiniPort 系列配板可以非常靈活地搭配使用。對(duì)于用戶來說，對(duì)于不同的搭配方式，只需要使用對(duì)應(yīng)的實(shí)例初始化函數(shù)即可，無需關(guān)心底層細(xì)節(jié)，使用數(shù)碼管和按鍵通用接口編程的應(yīng)用程序可以始終保持不變。為了便于查詢，表7.9 列出了MiniPort-View、MiniPort-Key 和MiniPort-595 配板在各種組合方式下應(yīng)該使用的實(shí)例初始化函數(shù)。

表7.9 各種組合方式下應(yīng)該使用的實(shí)例初始化函數(shù)

表7.9 中展示了共計(jì)5 種使用方式，每種方式對(duì)應(yīng)一行，若配板相應(yīng)的單元格內(nèi)容為“●”，則表示在該種方式下會(huì)使用該配板，若僅選擇了一個(gè)配板，則表示該方式僅單獨(dú)使用該配板。

7.8 ZLG72128——數(shù)碼管與鍵盤管理

>>> 7.8.1 ZLG72128 簡(jiǎn)介

當(dāng)矩陣鍵盤和數(shù)碼管擴(kuò)大到一定數(shù)目時(shí)，將非常占用系統(tǒng)的I/O 資源，同時(shí)還需要配套軟件執(zhí)行按鍵的和數(shù)碼管掃描，對(duì)CPU 資源的耗費(fèi)也不可忽視。在實(shí)際應(yīng)用中，可能不會(huì)用到全部的32 個(gè)按鍵或12 個(gè)數(shù)碼管，可以根據(jù)實(shí)際情況裁剪。ZLG 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的MiniPort-ZLG72128 配板，可以直接與AM824-Core 連接使用，作為示例MiniPort-ZLG72128配板僅使用了2 個(gè)數(shù)碼管和4 個(gè)按鍵（2 行2 列），當(dāng)將MiniProt-ZLG72128 與AM824-Core連接時(shí)，其等效電路詳見圖7.2。

圖7.2 MiniPort-ZLG72128 電路圖

數(shù)碼管僅使用了兩個(gè)，按鍵使用了第0 行和第3 行（功能按鍵），每行兩列共計(jì)4 個(gè)按鍵，ZLG72128 與LPC824 的引腳連接詳見表7.10。

表7.10 ZLG72128 與LPC824 的引腳連接

>>> 7.8.2 ZLG72128 驅(qū)動(dòng)

使用ZLG72128 時(shí)，雖然底層的驅(qū)動(dòng)方式（I²C總線接口）與之前使用GPIO 驅(qū)動(dòng)按鍵和數(shù)碼管的方式是完全不同的，但由于AMetal 已經(jīng)提供了ZLG72128 的驅(qū)動(dòng)，對(duì)于用戶來講，可以忽略底層的差異性，直接使用通用鍵盤接口和通用數(shù)碼管接口編寫應(yīng)用程序。

ZLG 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的MiniPort-ZLG72128 配板，可以直接與AM824-Core 連接使用，在使用通用接口使用數(shù)碼管和按鍵前，需要使用初始化函數(shù)完成設(shè)備實(shí)例的初始化操作。其函數(shù)（am_zlg72128_std.h）的原型為：

該函數(shù)用于將ZLG72128 初始化為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)碼管和按鍵功能，初始化完成后，即可使用通用的按鍵和數(shù)碼管接口操作數(shù)碼管和按鍵。p_dev 為指向am_zlg72128_std_dev_t 類型實(shí)例的指針，p_info 為指向am_zlg72128_std_devinfo_t 類型實(shí)例信息的指針，i2c_handle 為與ZLG72128 通信的I²C實(shí)例句柄。

（1）實(shí)例

定義am_zlg72128_std_dev_t 類型（am_zlg72128_std.h）實(shí)例如下：

其中，g_miniport_zlg72128 為用戶自定義的實(shí)例，其地址作為p_dev 的實(shí)參傳遞。

（2）實(shí)例信息

實(shí)例信息主要描述了與ZLG72128、鍵盤和數(shù)碼管等相關(guān)的信息，如按鍵對(duì)應(yīng)的按鍵編碼、數(shù)碼管顯示器的ID 等信息。其類型am_zlg72128_std_devinfo_t（am_zlg72128_std.h）的定義如下：

base_info 是ZLG72128 的基礎(chǔ)信息，其類型（am_zlg72128.h）的定義如下：

其主要指定了與ZLG72128 相關(guān)聯(lián)的引腳信息，其中，rst_pin 為復(fù)位引腳，若復(fù)位引腳未使用（固定為RC 上電復(fù)位電路，無需主控參與控制），則該值可設(shè)置為-1。use_int_pin表示是否使用ZLG72128 的中斷輸出引腳（KEY_INT），若該值為AM_TRUE，表明使用了中斷引腳，此時(shí)int_pin 指定與主控制器（如LPC824）連接的引腳號(hào)，按鍵的鍵值將在引腳中斷中獲取；若該值為AM_FALSE，表明不使用中斷引腳，此時(shí)interval_ms 指定查詢鍵值的時(shí)間間隔，使用查詢方式時(shí)，可以節(jié)省一個(gè)管腳資源，但也會(huì)額外耗費(fèi)一定的CPU 資源。當(dāng)使用AM824-Core 與MiniPort-ZLG72128 連接時(shí)，其相應(yīng)的引腳連接詳見表7.10，基于此，各成員可以分別賦值為：PIO0_6，AM_TRUE、PIO0_1、0。id_info 是僅包含顯示器ID 號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼管設(shè)備的信息，其類型定義（am_digitron_dev.h）如下：

在前面的驅(qū)動(dòng)配置中，將MiniPort-View 對(duì)應(yīng)的ID 號(hào)設(shè)置為0，在這里，如果MiniPort-ZLG72128 不會(huì)與MiniPort-View 同時(shí)使用，可以將ID 也設(shè)置為0，如此一來，使用MiniPort-ZLG72128 可以直接替換MiniPort-View 配板作為新的顯示器，但應(yīng)用程序無需作任何改變，同樣可以繼續(xù)使用ID 為0 的顯示器。blink_on_time 和blink_off_time 分別指定了數(shù)碼管閃爍時(shí)，數(shù)碼管點(diǎn)亮的時(shí)間和熄滅的時(shí)間，以此可以達(dá)到調(diào)節(jié)閃爍效果的作用。通常情況下，數(shù)碼管以1Hz 頻率閃爍，點(diǎn)亮和熄滅的時(shí)間分別設(shè)置為500ms。

key_use_row_flags 標(biāo)志指定使用了哪些行，ZLG72128 最多可以支持4 行按鍵，分別對(duì)應(yīng)COM8~COM11。該值由表7.11 所示的宏值組成，使用多行時(shí)應(yīng)將多個(gè)宏值相“或”。對(duì)于MiniPort-ZLG72128，其使用了第0 行和第3 行，因此key_use_row_flags 的值為：

AM_ZLG72128_STD_KEY_ROW_0| AM_ZLG72128_STD_KEY_ROW_3

表7.11 行使用宏標(biāo)志

key_use_col_flags 標(biāo)志指定使用了哪些列，ZLG72128 最多可以支持8 列按鍵，分別對(duì)應(yīng)COM0 ~ COM7。該值由表7.12 所示的宏值組成，使用多列時(shí)應(yīng)將多個(gè)宏值相“或”。對(duì)于MiniPort-ZLG72128，其使用了第0 列和第1 列，因此key_use_col_flags 的值為：

AM_ZLG72128_STD_KEY_COL_0 | AM_ZLG72128_STD_KEY_COL_1

表7.12 列使用宏標(biāo)志

p_key_codes 指向存放矩陣鍵盤各按鍵對(duì)應(yīng)編碼的數(shù)組，其編碼數(shù)目與實(shí)際使用的按鍵數(shù)目一致，MiniPort-ZLG72128 共計(jì)2×2 個(gè)按鍵。

在配置MiniPort-key 時(shí)，將MiniPort-key 對(duì)應(yīng)的按鍵編碼設(shè)置為KEY0 ~ KEY3。如果MiniPort-ZLG72128 與MiniPort-Key不同時(shí)使用，則將MiniPort-ZLG72128 對(duì)應(yīng)的按鍵編碼也設(shè)置為KEY0~KEY3，使用MiniPort-ZLG72128 替換MiniPort-Key 配板，但應(yīng)用程序無需作任何改變。num_digitron 指定了數(shù)碼管的個(gè)數(shù)，MiniPort-ZLG72128 僅使用了2 個(gè)數(shù)碼管，因此num_digitron 的值為2。基于以上信息，實(shí)例信息可以定義如下：

（3）I²C句柄i2c_handle

若使用LPC824 的I²C1 與ZLG72128 通信，則I²C句柄可以通過LPC82x 的I²C1 實(shí)例初始化函數(shù)am_lpc82x_i2c1_inst_init()獲得。即：

獲得的I²C句柄即可直接作為i2c_handle 的實(shí)參傳遞。

基于實(shí)例、實(shí)例信息和I²C句柄，可以完成MiniPort-ZLG72128 的初始化。比如：

當(dāng)完成初始化后，即可使用通用的數(shù)碼管接口和通用的按鍵處理接口。由于標(biāo)準(zhǔn)按鍵處理接口中，并沒有將按鍵按照普通按鍵和功能按鍵進(jìn)行區(qū)分，因此ZLG72128 對(duì)應(yīng)的第3 行功能按鍵也會(huì)當(dāng)作一般按鍵處理，其按鍵按下和釋放均會(huì)觸發(fā)執(zhí)行相應(yīng)的按鍵處理函數(shù)。此外，由于ZLG72128 不會(huì)上報(bào)普通按鍵的釋放事件，因此當(dāng)普通按鍵釋放時(shí)，不會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的按鍵處理函數(shù)。為了便于配置矩陣鍵盤（修改實(shí)例信息）。基于模塊化編程思想，將初始化相關(guān)的實(shí)例、實(shí)例信息等的定義存放到相應(yīng)的配置文件中，通過頭文件引出實(shí)例初始化函數(shù)接口，源文件和頭文件的程序范例分別詳見程序清單7.59 和程序清單7.60。

程序清單7.59 獨(dú)立鍵盤實(shí)例初始化函數(shù)實(shí)現(xiàn)（am_hwconf_miniport_zlg72128.c）

程序清單7.60 獨(dú)立鍵盤實(shí)例初始化函數(shù)聲明（am_hwconf_miniport_zlg72128.h）

后續(xù)只需要使用無參數(shù)的實(shí)例初始化函數(shù)即可完成MiniPort-ZLG72128 實(shí)例的初始化，即執(zhí)行如下語(yǔ)句：

由于在配置信息中，將按鍵編碼和數(shù)碼管ID 號(hào)設(shè)置與MiniPort-Key 和Miport-View 一樣，因此可以直接使用MiniPort-ZLG72128 替換MiniPort-Key 和MiniPort-View，應(yīng)用程序無需作任何修改。比如，可以使用之前編寫的按鍵應(yīng)用程序和數(shù)碼管應(yīng)用程序測(cè)試按鍵和數(shù)碼管，詳見程序清單7.61。

程序清單7.61 運(yùn)行按鍵和數(shù)碼管應(yīng)用程序的主程序

由此可見，應(yīng)用程序無需作任何修改。

7.9 溫控器

此前，使用自定義的數(shù)碼管、LED、溫度等接口實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控器，現(xiàn)在將對(duì)其進(jìn)行升級(jí)，全部使用通用接口實(shí)現(xiàn)。修改較為容易，基本邏輯保持不變，僅僅將其中的非通用接口修改為使用通用接口實(shí)現(xiàn)，詳見程序清單7.62。

程序清單7.62 使用通用接口實(shí)現(xiàn)溫控器代碼

由于使用通用接口時(shí)，數(shù)碼管、按鍵均會(huì)自動(dòng)掃描，無需每隔一定的時(shí)間定時(shí)掃描一次，因此主程序中沒有再執(zhí)行數(shù)碼管和按鍵掃描的語(yǔ)句。