嵌入式系統(tǒng)通常擁有特定的輸入設備。嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設備運行的裝置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。目前國內一個普遍被認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應用需求對軟硬件進行裁剪，滿足應用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。所以，如果能建立相對通用的軟硬件基礎，然后在其上開發(fā)出適應各種需要的系統(tǒng)，是一個比較好的發(fā)展模式。目前的嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個只有幾K到幾十K微內核，需要根據(jù)實際的使用進行功能擴展或者裁減，但是由于微內核的存在，使得這種擴展能夠非常順利的進行。
1 MiniGUI對鍵盤輸入的處理方式
MiniGUI是由北京飛漫軟件技術有限公司創(chuàng)辦的開源Linux圖形用戶界面支持系統(tǒng)，經(jīng)過近些年的發(fā)展，MiniGUI已經(jīng)發(fā)展成為比較成熟的性能優(yōu)良的、功能豐富的跨操作系統(tǒng)的嵌入式圖形界面支持系統(tǒng)。“小”是MiniGUI的特色，它目前已經(jīng)廣泛應用于通訊、醫(yī)療、工控、電子、機頂盒、多媒體等領域。目前，MiniGUI的最新版本為MiniGUI 3.0，所以MiniGUI對中文的支持最好。它支持GB2312與BIG5字元集，其他字元集也可以輕松加入。MiniGUI 為嵌入式 Linux 系統(tǒng)提供了完整的圖形系統(tǒng)支持，是全球針對嵌入式 Linux僅有的兩個商用嵌入式GUI系統(tǒng)之一。MiniGUI為嵌入式Linux 系統(tǒng)提供了完整的多進程支持；可以 MiniGUI-Processes、MiniGUI-Threads或者MiniGUI-Standalone 三種運行模式運行。
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(shù)據(jù)，后者負責把原始的輸入事件和數(shù)據(jù)轉抉成MiniGUI抽象的鍵盤事件和數(shù)據(jù)。至于抽象鍵盤事件和數(shù)據(jù)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。
2 鍵盤驅動程序設計
該設備驅動要實現(xiàn)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，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(jīng)按下，使該列與行導通變?yōu)榈碗娖剑@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(shù)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）。
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(xiàn)流程
我們用驅動程序read接口函數(shù)實現(xiàn)這些功能。當應用程序凋用read函數(shù)后，該函數(shù)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。
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(shù)據(jù)（即小鍵盤掃描碼）轉換為MiniGUI抽象的鍵盤事件和數(shù)據(jù)（由系統(tǒng)掃描碼索引的鍵盤數(shù)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(xiàn)這一抽象接口的底層代碼就稱為輸入引擎。在代碼實現(xiàn)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(shù)指針成員的結構體，MiniGUI在特定的時候調用這些函數(shù)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(xiàn)INPUT結構中的各個函數(shù)。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(shù)如表l所列。
3.2 編寫小鍵盤輸入引擎
3.2.1 底層輸入操作函數(shù)實現(xiàn)
對于小鍵盤輸入，鼠標操作接口函數(shù)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(shù)。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(shù)查詢是否有輸入事件發(fā)生，故在該函數(shù)中調用小鍵盤驅動的read函數(shù)，獲取用戶輸入的按鍵信息。
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(shù)，因此當該函數(shù)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(chǎn)生多次鍵盤事件。
MiniGUI使用一個一維數(shù)組state[128]記錄按鍵的狀態(tài)。該數(shù)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(shù)要做的工作就是，根據(jù)鍵盤掃描驅動程序的返回值，更新state數(shù)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)。
3.2.2 初始化及終止函數(shù)實現(xiàn)
在初始化函數(shù)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(shù)）賦值，返回TRUE。終止清除函數(shù)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。
3.3 輸入引擎的使用原理
在 src／ial／ial.c中，用inputs結構數(shù)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(jù)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(shù)，對全局變量cur_input（表當前使用的輸入引擎）的其他成員函數(shù)進行賦值。
在 src／sever／server.c中，函數(shù)IdleHandler4Server凋用輸入引擎中IAL_WaitEvent成員函數(shù)，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(shù)中首先調用Getl-wevent（event，＆1we）函數(shù)。該函數(shù)利用IAL引擎中相應底層操作函數(shù)收集底層輸入事件1we（該結構定義在paxseEverlt函數(shù)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(xiàn)細節(jié)可參考server.c文件。
4 鍵盤輸入在MiniGuI中的實現(xiàn)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(shù)）；
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。
結語
MiniGUI 豐富的功能和可配置特性，使得它既可運行于 CPU 主頻只有 60MHz 的低端產(chǎn)品中，亦可運行于高端嵌入式設備中，并使用 MiniGUI 的高級控件風格及皮膚界面等技術，創(chuàng)建華麗的用戶界面。 MiniGUI 的跨操作系統(tǒng)特性，使得 MiniGUI 可運行在最簡單的嵌入式操作系統(tǒng)之上，如 uC/OS-II，也可以運行在具有現(xiàn)代操作系統(tǒng)特性的嵌入式操作系統(tǒng)之上，如 Linux，而且 MiniGUI 為嵌入式 Linux 系統(tǒng)提供了完整的多窗口圖形環(huán)境。這些特性，使得 MiniGUI 具有非常強的可伸縮性?？缮炜s性是 MiniGUI 從設計之初就考慮且不斷完善而來的。這個特性使得 MiniGUI 可應用于簡單的行業(yè)終端，也可應用于復雜的消費類電子產(chǎn)品。
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(jù)串口終端的錯誤提示和程序運行時的現(xiàn)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(xiàn)所提供的功能后，再運行MiniGIJI應用程序進行調試。如果出現(xiàn)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(shù)中打開的設備名與驅動注冊的設備名不符合造成的。
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