【正点原子Linux连载】第十九章 定时器按键消抖实验-摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.0

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第十九章 定时器按键消抖实验

在第十五章和第十七章实验中都用到了按键，用到按键就要处理因为机械结构带来的按键抖动问题，也就是按键消抖。前面的实验中都是直接使用了延时函数来实现消抖，因为简单，但是直接用延时函数来实现消抖会浪费CPU性能，因为在延时函数里面CPU什么都做不了。如果按键使用中断的话更不能在中断里面使用延时函数，因为中断服务函数要快进快出！本章我们学习如何使用定时器来实现按键消抖，使用定时器既可以实现按键消抖，而且也不会浪费CPU性能，这个也是Linux驱动里面按键消抖的做法。

19.1 定时器按键消抖简介 按键消抖的原理在第十五章已经详细的讲解了，其实就是在按键按下以后延时一段时间再去读取按键值，如果此时按键值还有效那就表示这是一次有效的按键，中间的延时就是消抖的。但是这有一个缺点，就是延时函数会浪费CPU性能，因为延时函数就是空跑。如果按键是用中断方式实现的，那就更不能在中断服务函数里面使用延时函数，因为中断服务函数最基本的要求就是快进快出！上一章我们学习了EPIT定时器，定时器设置好定时时间，然后CPU就可以做其他事情去了，定时时间到了以后就会触发中断，然后在中断中做相应的处理即可。因此，我们可以借助定时器来实现消抖，按键采用中断驱动方式，当按键按下以后触发按键中断，在按键中断中开启一个定时器，定时周期为10ms，当定时时间到了以后就会触发定时器中断，最后在定时器中断处理函数中读取按键的值，如果按键值还是按下状态那就表示这是一次有效的按键。定时器按键消抖如图19.1.1所示：

图19.1.1 定时器消抖示意图 在图19.1.1中t1t3这一段时间就是按键抖动，是需要消除的。设置按键为下降沿触发，因此会在t1、t2和t3这三个时刻会触发按键中断，每次进入中断处理函数都会重新开器定时器中断，所以会在t1、t2和t3这三个时刻开器定时器中断。但是t1t2和t2~t3这两个时间段是小于我们设置的定时器中断周期(也就是消抖时间，比如10ms)，所以虽然t1开启了定时器，但是定时器定时时间还没到呢t2时刻就重置了定时器，最终只有t3时刻开启的定时器能完整的完成整个定时周期并触发中断，我们就可以在中断处理函数里面做按键处理了，这就是定时器实现按键防抖的原理，Linux里面的按键驱动用的就是这个原理！ 关于定时器按键消抖的原理就介绍到这里，接下来讲解如何使用EPIT1来配合按键KEY来实现具体的消抖，步骤如下： 1、配置按键IO中断 配置按键所使用的IO，因为要使用到中断驱动按键，所以要配置IO的中断模式。 2、初始化消抖用的定时器 上面已经讲的很清楚了，消抖要用定时器来完成，所以需要初始化一个定时器，这里使用上一章讲解的EPIT1定时器，也算是对EPIT1定时器的一次巩固。定时器的定时周期为10ms，也可根据实际情况调整定时周期。 3、编写中断处理函数 需要编写两个中断处理函数：按键对应的GPIO中断处理函数和EPIT1定时器的中断处理函数。在按键的中断处理函数中主要用于开启EPIT1定时器，EPIT1的中断处理函数才是重点，按键要做的具体任务都是在定时器EPIT1的中断处理函数中完成的，比如控制蜂鸣器打开或关闭。 19.2 硬件原理分析 本试验用到的资源如下： ①、一个LED灯LED0。 ②、定时器EPTI1。 ③、一个按键KEY。 ④、一个蜂鸣器。 本试验效果和第十五章的试验效果一样，按下KEY会打开蜂鸣器，再次按下KEY就会关闭蜂鸣器。LED0作为系统提示灯不断的闪烁。 19.3 试验程序编写 本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程-> 11_key_filter。 本章实验在上一章例程的基础上完成，更改工程名字为“key_filter”，然后在bsp文件夹下创建名为“keyfilter”的文件夹，然后在bsp/keyfilter中新建bsp_keyfilter.c和bsp_keyfilter.h这两个文件。在bsp_keyfilter.h中输入如下内容： 示例代码19.3.1 bsp_keyfilter.h 文件代码

1  #ifndef _BSP_KEYFILTER_H
2  #define _BSP_KEYFILTER_H
3  /***************************************************************
4  Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
5  文件名    : bsp_keyfilter.h
6  作者      : 左忠凯
7  版本      : V1.0
8  描述      : 定时器按键消抖驱动头文件。
9  其他      : 无
10 论坛      : www.openedv.com
11 日志      : 初版V1.0 2019/1/5 左忠凯创建
12 ***************************************************************/
13 
14 /* 函数声明 */
15 void filterkey_init(void);
16 void filtertimer_init(unsigned int value);
17 void filtertimer_stop(void);
18 void filtertimer_restart(unsigned int value);
19 void filtertimer_irqhandler(void);
20 void gpio1_16_31_irqhandler(void);
21 
22 #endif

bsp_keyfilter.h文件很简单，只是函数声明。在bsp_keyfilter.c中输入如下内容：

示例代码19.3.2 bsp_keyfilter.c 文件代码

/***************************************************************
Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名   : bsp_keyfilter.c
作者     : 左忠凯
版本     : V1.0
描述     : 定时器按键消抖驱动。
其他     : 按键采用中断方式，按下按键触发按键中断，在按键中断里面
           使能定时器定时中断。使用定时器定时中断来完成消抖延时，
           定时器中断周期就是延时时间。如果定时器定时中断触发，
           表示消抖完成(延时周期完成)，即可执行按键处理函数。
论坛     : www.openedv.com
日志     : 初版V1.0 2019/1/5 左忠凯创建
***************************************************************/
1   #include "bsp_key.h"
2   #include "bsp_gpio.h"
3   #include "bsp_int.h"
4   #include "bsp_beep.h"
5   #include "bsp_keyfilter.h"
6   
7   /*
8    * @description 	: 按键初始化
9    * @param         	: 无
10   * @return        	: 无
11   */
12  void filterkey_init(void)
13  {   
14      gpio_pin_config_t key_config;
15      
16      /* 1、初始化IO */
17      IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18, 0);
18      IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18, 0xF080);
19      
20      /* 2、初始化GPIO为中断 */
21      key_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
22      key_config.interruptMode = kGPIO_IntFallingEdge;
23      key_config.outputLogic = 1;
24      gpio_init(GPIO1, 18, &key_config);
25  
26      /* 3、 使能GPIO中断，并且注册中断处理函数         */
27      GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn); 
28      system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn, 
							(system_irq_handler_t)gpio1_16_31_irqhandler, 
							NULL);
29      
30      gpio_enableint(GPIO1, 18);      	/* 使能GPIO1_IO18的中断功能 	*/
31      filtertimer_init(66000000/100);	/* 初始化定时器,10ms 			*/
32  }
33  
34  /*
35   * @description		: 初始化用于消抖的定时器，默认关闭定时器
36   * @param - value   	: 定时器EPIT计数值
37   * @return          	: 无
38   */
39  void filtertimer_init(unsigned int value)
40  {
41      EPIT1->CR = 0;      	/* 先清零        	*/
42      EPIT1->CR = (1