嵌入式系統通常擁有特定的輸入設備。嵌入式系統是“控制、監視或者輔助裝置、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、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統必須根據應用需求對軟硬件進行裁剪，滿足應用系統的功能、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，然后在其上開發出適應各種需要的系統，是一個比較好的發展模式。目前的嵌入式系統的核心往往是一個只有幾K到幾十K微內核，需要根據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辦的開源Linux圖形用戶界面支持系統，經過近些年的發展，MiniGUI已經發展成為比較成熟的性能優良的、功能豐富的跨操作系統的嵌入式圖形界面支持系統。“小”是MiniGUI的特色，它目前已經廣泛應用于通訊、醫療、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 系統提供了完整的圖形系統支持，是全球針對嵌入式 Linux僅有的兩個商用嵌入式GUI系統之一。MiniGUI為嵌入式Linux 系統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。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。

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，使該列與行導通變為低電平，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）。

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。

3 鍵盤輸入引擎的設計

第2部分要開發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。

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。

需要注意的是，由于系統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。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。

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。

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生。當有事件發生時，檢查是鼠標（觸摸屏）事件還是鍵盤事件發生，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巾，目標板啟動后用insmod命令動態加載。

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執行aclocal及autoheader，分別生成aclocal_m4及config.h.in文件；

⑤執行|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執行aLit0131~lke—add_misslng命令，生成MaItefile.in等文件；

⑦執行。/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lIb目錄下（前提是已拷貝了MiniGLfI運行庫和資源環境到根文件系統中）；

⑩修改配置文件（目標板根文件系統／et~：／MinigLti. cfg），令iaLenglne—mylebd，使用這個新的輸入引擎。

4.3 根文件系統的移植

將交叉編譯后的MiniGtII應用程序復制到根文件系統中，制作并下載根文件系統映像文件到目標板中，目標板系統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，創建華麗的用戶界面。 MiniGUI 的跨操作系統特性，使得 MiniGUI 可運行在最簡單的嵌入式操作系統之上，如 uC/OS-II，也可以運行在具有現代操作系統特性的嵌入式操作系統之上，如 Linux，而且 MiniGUI 為嵌入式 Linux 系統提供了完整的多窗口圖形環境。這些特性，使得 MiniGUI 具有非常強的可伸縮性。可伸縮性是 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終端，也可應用于復雜的消費類電子產品。

開發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。