ZigBee TI ZStack CC2530 3.14 按键驱动01-轮询模式

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在Z-Stack协议栈中,对于按键的检测,分为两种不同的机制,分别称为“轮询模式”和“中断模式”,类比单片机中的按键检测,还是很好理解的。但是相比我们之前所学所用,Z-Stack协议栈中的按键检测实现还是相对要复杂一些的。


本节将分为4点详细讲述Z-Stack协议栈中的按键检测机制:

1、按键检测机制选择——“轮询模式”or“中断模式”

2、轮询模式

3、中断模式

4、HalKeyInit( )


1、按键检测机制选择——“轮询模式”or“中断模式”

实际运行过程中,按键检测到底工作在哪种模式,由InitBoard( )函数中下面这句代码决定:

    HalKeyConfig(HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE, OnBoard_KeyCallback);

HalKeyConfig( )函数中的第一个参数,若是HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE,则是选择“轮询模式”;若是HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE,则是选择“中断模式”;由上述代码可见,Z-Stack协议栈中默认使用的是“轮询模式”。具体是如何实现的,详见HalKeyConfig( )函数中的实现代码,该函数主要功能如下:

(1)指定按键回调函数为OnBoard_KeyCallback( ):

  /* Register the callback fucntion */
  pHalKeyProcessFunction = cback;
(2)如果要“使能中断”,则进行相应的中断配置(如配置触发边沿、清除中断标志位等):
  /* Determine if interrupt is enable or not */
  if (Hal_KeyIntEnable)
  {
    /* Rising/Falling edge configuratinn */

    PICTL &= ~(HAL_KEY_SW_6_EDGEBIT);    /* Clear the edge bit */
    /* For falling edge, the bit must be set. */
  #if (HAL_KEY_SW_6_EDGE == HAL_KEY_FALLING_EDGE)
    PICTL |= HAL_KEY_SW_6_EDGEBIT;
  #endif


    /* Interrupt configuration:
     * - Enable interrupt generation at the port
     * - Enable CPU interrupt
     * - Clear any pending interrupt
     */
    HAL_KEY_SW_6_ICTL |= HAL_KEY_SW_6_ICTLBIT;
    HAL_KEY_SW_6_IEN |= HAL_KEY_SW_6_IENBIT;
    HAL_KEY_SW_6_PXIFG = ~(HAL_KEY_SW_6_BIT);



    /* Rising/Falling edge configuratinn */

    HAL_KEY_JOY_MOVE_ICTL &= ~(HAL_KEY_JOY_MOVE_EDGEBIT);    /* Clear the edge bit */
    /* For falling edge, the bit must be set. */
  #if (HAL_KEY_JOY_MOVE_EDGE == HAL_KEY_FALLING_EDGE)
    HAL_KEY_JOY_MOVE_ICTL |= HAL_KEY_JOY_MOVE_EDGEBIT;
  #endif


    /* Interrupt configuration:
     * - Enable interrupt generation at the port
     * - Enable CPU interrupt
     * - Clear any pending interrupt
     */
    HAL_KEY_JOY_MOVE_ICTL |= HAL_KEY_JOY_MOVE_ICTLBIT;
    HAL_KEY_JOY_MOVE_IEN |= HAL_KEY_JOY_MOVE_IENBIT;
    HAL_KEY_JOY_MOVE_PXIFG = ~(HAL_KEY_JOY_MOVE_BIT);


    /* Do this only after the hal_key is configured - to work with sleep stuff */
    if (HalKeyConfigured == TRUE)
    {
      osal_stop_timerEx(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT);  /* Cancel polling if active */
    }
  }
(3)如果不“使能中断”,则向硬件抽象层任务(Hal_TaskID)发送按键查询事件(HAL_KEY_EVENT),触发一次按键查询:
  else    /* Interrupts NOT enabled */
  {
    HAL_KEY_SW_6_ICTL &= ~(HAL_KEY_SW_6_ICTLBIT); /* don't generate interrupt */
    HAL_KEY_SW_6_IEN &= ~(HAL_KEY_SW_6_IENBIT);   /* Clear interrupt enable bit */

    osal_set_event(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT);
  }


2、轮询模式

(1)上面已经提及,Z-Stack协议栈中默认使用的就是“轮询模式”,第一次触发硬件抽象层任务(Hal_TaskID)中的按键查询事件(HAL_KEY_EVENT)后,随即也就触发了间隔为100ms(1秒10次)的定时按键检测(循环调用HalKeyPoll( )),故称为“轮询模式”:

uint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
{
  ......

  if (events & HAL_KEY_EVENT)
  {

#if (defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE)
    /* Check for keys */
    HalKeyPoll();

    /* if interrupt disabled, do next polling */
    if (!Hal_KeyIntEnable)
    {
      osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100);
    }
#endif // HAL_KEY

    return events ^ HAL_KEY_EVENT;
  }

  ......
}

(2)在HalKeyPoll( )函数中,对各个定义的按键状态做完检测之后,即调用前面指定的按键回调函数OnBoard_KeyCallback( ),对键值做进一步处理:

void HalKeyPoll (void)
{
  ......
  /* Invoke Callback if new keys were depressed */
  if (keys && (pHalKeyProcessFunction))
  {
    (pHalKeyProcessFunction) (keys, HAL_KEY_STATE_NORMAL);
  }
  ......
}
OnBoard_KeyCallback( )函数的代码如下,可见其中又进一步调用了OnBoard_SendKeys( ):
void OnBoard_KeyCallback ( uint8 keys, uint8 state )
{
  uint8 shift;
  (void)state;

  shift = (keys & HAL_KEY_SW_6) ? true : false;

  if ( OnBoard_SendKeys( keys, shift ) != ZSuccess )
  {
    ......
  }
}
在OnBoard_SendKeys( )函数中,最终将键值(keys)封装成了一个keyChange_t类型的数据包,发送至了registeredKeysTaskID任务:
uint8 OnBoard_SendKeys( uint8 keys, uint8 state )
{
  ......
    // Send the address to the task
    msgPtr = (keyChange_t *)osal_msg_allocate( sizeof(keyChange_t) );
    if ( msgPtr )
    {
      msgPtr->hdr.event = KEY_CHANGE;
      msgPtr->state = state;
      msgPtr->keys = keys;

      osal_msg_send( registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr );
    }
  ......
}

至于registeredKeysTaskID,其实就是在RegisterForKeys( )函数中被赋值指定的:

uint8 RegisterForKeys( uint8 task_id )
{
  // Allow only the first task
  if ( registeredKeysTaskID == NO_TASK_ID )
  {
    registeredKeysTaskID = task_id;
    return ( true );
  }
  else
    return ( false );
}
而调用RegisterForKeys( )函数,则是在我们的应用层任务ProjectApp中,也就是所谓的“注册按键”:
void ProjectApp_Init( uint8 task_id )
{
  ProjectApp_TaskID = task_id;
  ......
  RegisterForKeys( ProjectApp_TaskID );// Register for all key events - This app will handle all key events
  ......
}

(3)紧接着,我们的应用层任务ProjectApp就会收到键值所在的数据包,具体处理键值的代码如下:

uint16 ProjectApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
{
  ......
  if ( events & SYS_EVENT_MSG )
  {
    ......
        case KEY_CHANGE         : ProjectApp_HandleKeys(((keyChange_t *)MSGpkt)->state,((keyChange_t *)MSGpkt)->keys);break;
    ......
  }
  ......
}

具体ProjectApp_HandleKeys( )这个键值处理函数实现什么功能,就完全取决于大家自己啦~


3、中断模式

(1)在InitBoard( )函数中调用HalKeyConfig( )时,若第一个参数填为HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE,则会自动选择为“中断模式”;

(2)在“中断模式”下,一旦按键所在IO口产生了外部中断,程序便会立即响应,调到对应的中断服务函数中(以P0组IO对应中断为例):

HAL_ISR_FUNCTION( halKeyPort0Isr, P0INT_VECTOR )
{
  HAL_ENTER_ISR();

  if (HAL_KEY_SW_6_PXIFG & HAL_KEY_SW_6_BIT)
  {
    halProcessKeyInterrupt();
  }

  /*
    Clear the CPU interrupt flag for Port_0
    PxIFG has to be cleared before PxIF
  */
  HAL_KEY_SW_6_PXIFG = 0;
  HAL_KEY_CPU_PORT_0_IF = 0;
  
  CLEAR_SLEEP_MODE();
  HAL_EXIT_ISR();
}
Z-Stack协议栈中关于P0组的中断服务函数已经编写好,我们只需关心其中的halProcessKeyInterrupt( )函数即可:
void halProcessKeyInterrupt (void)
{
  ......
  if (valid)
  {
    osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE);
  }
}

在halProcessKeyInterrupt( )函数中,首先对按键引发的外部中断的有效性进行判断,若有效,便也会如“轮询模式”下一样,向硬件抽象层任务(Hal_TaskID)发送按键查询事件(HAL_KEY_EVENT),触发一次按键查询。不同的是,这里是延时HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE(25)毫秒之后再执行,这里的延时可以起到“消抖”的功能!

(3)延时HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE毫秒后,程序运行到了硬件抽象层任务(Hal_TaskID)的任务处理函数(Hal_ProcessEvent( ))中的HAL_KEY_EVENT分支,后面的代码原理就和“轮询模式”几乎没有任何区别了!唯一一点不同是不会像“轮询模式”下那样触发间隔为100ms(1秒10次)的定时按键检测。


4、HalKeyInit( )

不管选择的是“轮询模式”还是“中断模式”,在系统真正开始进行按键检测之前,一定都要对按键所在IO当做是普通IO口来进行相关初始化,对应的函数是HalKeyInit( )。


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