嵌入式系統(tǒng)通常擁有特定的輸入設備。輸入設備用于實現數據輸入和人機交互，其種類繁多，并且不同的設備依賴不同的硬件實現。為了減弱系統(tǒng)的硬件相關性和提高可移植性，MiniGUI提供了統(tǒng)一的輸入抽象層IAL(Input Abstract Layer)接口來支持不同的輸入設備，減小了開發(fā)輸入設備的難度。下面以開發(fā)44小鍵盤輸入為例，介紹在MiniGUI中開發(fā)和實現特定鍵盤輸入設備輸入的方法。

1 MiniGUI對鍵盤輸入的處理方式
MiniGUI對鍵盤輸入的處理方式如圖1所示。鍵盤設備驅動程序從鍵盤接收原始的輸入事件和數據，并把它轉換為MiniGUI抽象的鍵盤事件和數據。相關的底層事件處理例程把這些鍵盤事件轉換為上層的擊鍵消息，放到相應的消息隊列中。應用程序通過消息循環(huán)獲取這些消息，交由窗口過程處理。

開發(fā)特定的鍵盤輸入，主要完成底層的兩部分工作：鍵盤驅動程序設計和鍵盤輸入引擎開發(fā)。前者負責從鍵盤接收原始輸入事件和數據，后者負責把原始的輸入事件和數據轉抉成MiniGUI抽象的鍵盤事件和數據。至于抽象鍵盤事件和數據轉換成上層的擊鍵消息等工作，則是由MiniGUI提供的底層事件處理例程自己完成，無需用戶設計，這正是MiniGUI提供輸入抽象層接口(IAL)所帶來的好處。下面具體介紹小鍵盤輸入的開發(fā)過程與實現方法，主要介紹重要接口函數的實現。

2 鍵盤驅動程序設計
該設備驅動要實現的主要功能是進行小鍵盤行列掃描，接收原始鍵盤輸入事件和數據，如有無鍵按下、按下某鍵或釋放某鍵。返回的字符型按鍵信息(小鍵盤掃描碼)由兩部分組成：“高位”代表鍵盤輸入事件，即按下(高位為O)或釋放(高位為1)；“低7位”代表鍵盤輸入數據，即按下或釋放的按鍵值。
2．1 鍵盤按鍵值的獲取
當按下某個鍵時，和該鍵所在行列相連的兩路通用外設I／O引腳就會導通，其電平就會相同，因此驅動中只需要輪詢各路I／O引腳就可以知道按鍵值。比如，使各行線輸入低電平，各列線都通過上拉電阻接高電平，此時檢測各列，如果某一列電平為低，則說明該列所在的鍵盤已經按下，使該列與行導通變?yōu)榈碗娖?，這樣就可以確定按鍵所在列號(j)；同理，將各列置低電平，再依次查詢各行，就可以確定按鍵的行號(i)。若定義一個鍵值映射數組key_arrow[5][5]表示所有鍵盤按鍵值：Key_arrow[5][5]={{0，O，O，O，0，0}，{0，‘7’，‘8’，‘9’，‘A’}，{0，‘4’，‘5’，‘6’，‘B’}，{0，‘1’，‘2’，‘3’，‘C’}，{0，‘D’，‘O’，‘．’，‘E’}}，則按鍵值就為key_arrow[i][j]。初始化時行列號均為0，因此當小鍵盤無鍵按下時，返回按鍵值為0(即字符NULL)。
需要注意的是，要保證驅動正常工作，設置好行列線的輸入輸出模式后，需要一定時間延時以后才能開始進行行(列)查詢。這是因為行列線進行輸入輸出模式切換時存在硬件延遲。
2．2 鍵盤掃描碼的獲取
為了判斷鍵盤事件是按下還是釋放，定義兩個無符號型字符變量last和key。前者是靜態(tài)變量，存放等待釋放的鍵的按鍵值，即前一次掃描讀到的按鍵值；后者存放當前鍵盤掃描碼。當鍵盤事件為按下時，它的值和鍵盤按鍵值相同；當鍵盤事件為釋放時，它的值等于last高位置l后的值。
2．3 功能實現流程
我們用驅動程序read接口函數實現這些功能。當應用程序凋用read函數后，該函數先進行行列掃描，得到鍵盤按鍵值key_arrow[i][j]后進行判斷。著其非零，即有鍵按下，則直接將此按鍵值作為鍵盤的掃描碼(key=key_arrow[i][j]),并將其賦給字符變量last，表示該鍵等待釋放。如果key_arrow[i][j]為零，即無鍵按下，則判斷是否有需要釋放的鍵：若沒有(即last為O)，就直接將按鍵值(key=0)作為鍵盤掃描碼；若有鍵需要釋放(1ast非零)，就把1ast高位置1作為鍵盤掃描碼(key=last 10x80)，表示釋放剛按下的鍵，然后last清零，表示已沒有按鍵等待釋放。read函數最后發(fā)送鍵盤掃描碼(key)到用戶緩沖區(qū)后返回。

3 鍵盤輸入引擎的設計
第2部分要開發(fā)的是小鍵盤輸入引擎。它負責把鍵盤驅動提供的原始鍵盤輸入事件和數據(即小鍵盤掃描碼)轉換為MiniGUI抽象的鍵盤事件和數據(由系統(tǒng)掃描碼索引的鍵盤數組)。
3.1 MiniGUI的IAL接口
前面已提到，IAL定義了一組不依賴于任何特殊硬件的抽象接口，而用于實現這一抽象接口的底層代碼就稱為輸入引擎。在代碼實現上，MiniGUI通過INPUT結構來表示“輸入引擎”。它實際是一個擁有若干函數指針成員的結構體，MiniGUI在特定的時候調用這些函數來達到操作硬件的目的，因此，編寫特定的輸入引擎，主要就是編碼實現INPUT結構中的各個函數。該結構定義在／minigui-free／libminigui-1．3．3／src／ial／ial.h中，其中的主要成員函數如表l所列。為表述方便，定義當前工作目錄為／mlnlgui-free/libminigui-1．3．3，后文出現的所有文件目錄及路徑均在該目錄下。
3.2 編寫小鍵盤輸入引擎
3.2.1 底層輸入操作函數實現
對于小鍵盤輸入，鼠標操作接口函數不用進行任何操作，直接返回即可，主要需要編寫的是keyboard_update及wait_event函數。當。MiniCUI應用程序運行時，相關的底層事件處理例程會不斷調用wait_event函數查詢是否有輸入事件發(fā)生，故在該函數中調用小鍵盤驅動的read函數，獲取用戶輸入的按鍵信息。若有鍵盤事件發(fā)生，則返回IAL_KEYEVENT，底層事件處理例程就會調用keyboard_update函數進行處理，獲取當前鍵盤狀態(tài)。
需要注意的是，由于系統(tǒng)以很高的頻率不斷調用wait_event函數，因此當該函數捕捉到鍵按下事件時，需要一定時間(如100 ms)延時再返回，以避免一次按鍵產生多次鍵盤事件。
MiniGUI使用一個一維數組state[128]記錄按鍵的狀態(tài)。該數組定義在include／common．h中。State[128]中每個元素均對應一特定的按鍵，如果某一元素為l，說明它所對應的鍵被按下，否則該鍵未被按下。因此，key-board_update函數要做的工作就是，根據鍵盤掃描驅動程序的返回值，更新state[128]數組的元素值，從而向上層驅動程序和應用程序反映按鍵狀態(tài)?？梢?，若想實現任意標準鍵盤按鍵功能，只需修改keyboard_update函數里相應的鍵值映射，或直接修改鍵盤驅動里的鍵值映射數組為對應的標準鍵盤按鍵的系統(tǒng)掃描碼。
3.2.2 初始化及終止函數實現
在初始化函數中先打開小鍵盤輸入設備，成功以后對輸入引擎的其他成員(底層輸入操作接口函數)賦值，返回TRUE。終止清除函數的主要工作是關閉鍵盤輸入文件。輸入引擎相關內容的格式可參照src／ial／目錄下的其他輸入引擎。至此，完成了小鍵盤輸入引擎(mykbd．c文件)的開發(fā)。
3．3 輸入引擎的使用原理
在src／ial／ial．c中，用inputs結構數組定義了MiniGUI支持的所有輸入引擎信息。系統(tǒng)啟動后，將根據MiniGUI．cfg配置文件，在inputs結構中尋找特定的輸入引擎作為當前的輸入引擎。然后，調用該引擎的初始化函數，對全局變量cur_input(表當前使用的輸入引擎)的其他成員函數進行賦值。
在src／sever／server．c中，函數IdleHandler4Server凋用輸入引擎中IAL_WaitEvent成員函數，檢查是否有底層輸入事件發(fā)生。當有事件發(fā)生時，檢查是鼠標(觸摸屏)事件還是鍵盤事件發(fā)生，并分別用parseEvent(msg_que， event)處理這些事件。parseEvent函數中首先調用Getl-wevent(event，＆1we)函數。該函數利用IAL引擎中相應底層操作函數收集底層輸入事件1we(該結構定義在paxseEverlt函數中)，parseEvent再將收集到的這些事件轉化為上層能理解的消息。具體實現細節(jié)可參考server．c文件。

4 鍵盤輸入在MiniGuI中的實現步驟
4．1 加載小鍵盤驅動
有兩種方法加載：一是把該驅動加載入內核；二是可以將編譯的*．o文件拷貝到目標板根文件系統(tǒng)巾，目標板啟動后用insmod命令動態(tài)加載。
4.2 添加小鍵盤輸入引擎
添加小鍵盤輸入引擎方法步驟如下：
①仿照src／ial／2410．h編寫mykbd．h文件，與myk―bd．c文件一同保存到src／ial下；
②在src／ial／ial．c文件中添加新引擎的人口(位置及格式參考該文件中其他引擎)；
③在conflgure．in、acconfig．h及src／ial／Make-fne．am文件中的其他引擎信息之后加人新引擎信息；
④執(zhí)行aclocal及autoheader，分別生成aclocal_m4及config．h．in文件；
⑤執(zhí)行|dLltoconI’，生成。onfigurt：，修改該con矗lgure文件，在開頭處添加交叉編譯器路徑(否則會使用gcc進行編譯)；
⑥執(zhí)行aLit0131~lke―add_misslng命令，生成MaItefile．in等文件；
⑦執(zhí)行．/configure--enable-jpgsupport=no--enaable=pngsupport=no--enable-gifsupport=no--disable-lite--prefix=

/minigui-free/install--enable-mykbdial=yes(指定安裝路徑在／tnlr電心free／lnstall目錄下，若configure．in中設置該輸入引擎默認為安裝，則不用加最后一項配置參數)；
⑧執(zhí)行make，及rrlake，instaII命令進行編譯和安裝；
⑨把安裝路徑下的Iib／libminigui一1．3．so．3．0．O庫文件復制到目標板根文件系統(tǒng)lIb目錄下(前提是已拷貝了MiniGLfI運行庫和資源環(huán)境到根文件系統(tǒng)中)；
⑩修改配置文件(目標板根文件系統(tǒng)／et~：／MinigLti． cfg)，令iaLenglne―mylebd，使用這個新的輸入引擎。
4.3 根文件系統(tǒng)的移植
將交叉編譯后的MiniGtII應用程序復制到根文件系統(tǒng)中，制作并下載根文件系統(tǒng)映像文件到目標板中，目標板系統(tǒng)啟動后加載小鍵盤驅動并運行該應用程序即可。(源程序見本刊網站www．rllesnet．com．cn――編者注)

結語
開發(fā)MiniGIJI對特定輸入設備的支持，主要完成的是輸入設備驅動及輸入引擎的編寫、新輸入引擎的添加。調試過程中，應根據串口終端的錯誤提示和程序運行時的現象判斷是驅動程序或輸入引擎編寫有誤，還是設有正確添加輸入引擎造成了錯誤，再進行相應的修改。建議先用非Mini(：u1程序調試驅動程序，確保其能正確實現所提供的功能后，再運行MiniGIJI應用程序進行調試。如果出現的錯誤為無法找到匹配的輸入設備，則多是未能正確掭加輸入引擎造成；若錯誤為初始化輸入引擎失敗，則是驅動未成功加載或輸入引擎初始化函數中打開的設備名與驅動注冊的設備名不符合造成的。本文所述的方法，已經在嵌入式血液流變儀的數字鍵盤輸入應用中成功使用。實際使用結果表明，鍵盤輸人程序行為正確，對按鍵反應速度快，可靠性高。