使用IMX6UL定时器EPTI实现延时

上一节，我们讲解了如何使用Imx6uL上面的定时器EPTI，这一节我们将使用EPTI进行实战，也就是使用定时器的效果来使用延时

在之前的实验中我们都使用到了按键，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
使用定时器可以实现按键消抖，使用定时器既可以实现按键消抖，而且也不会浪费CPU性能。

按键消抖的原理之前我们已经讲解过了，这里简单讲解一下，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明这一次有效的按键，中间的延时就是消抖的。但是延时函数会浪费CPU的性能。如果按键是用中断方式实现的，那就更不能在中断函数中使用延时函数，因为中断都要求快进快出
所以在我们了解到定时器的基础上，定时器设置好时间，CPU就可以去做其他的事情了，定时时间到了过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。

如上图， t1~t3 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 t1~t2 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

下面梳理一下我们具体需要完成的思路，这个章节没有学习新的外设和内设，所以只需要对之前的知识点进行一个复习与总结
1.配置按键所使用的IO，因为要使用到中断驱动按键，所以需要配置IO的中断模式

2.初始化消抖用的定时器
消抖需要使用定时器来完成，所以需要初始化一个定时器，这里使用我们之前使用过的EPTI1定时器的一次巩固。定时器的定时周期为10ms，大概预测的按键可能会抖动的时间

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的中断处理服务函数中完成的，例如控制蜂鸣器或者关闭

这一讲的效果就是按下按键，蜂鸣器会打开，再次按下则关闭，灯会一直闪烁，实验相比于之前都更简单，这里我们就直接开始编写代码
首先是创建一个文件夹，名字叫做Keyfilter，然后在文件夹的下方创建一个.c和.h文件，名字都是bsp_keyfilter，首先就是按键的初始化

#include "bsp_keyfilter.h"
#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_int.h"
#include "bsp_epittimer.h"

void filterkey_init(void)
{
    gpio_pin_config_t key_config;

    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18, 0);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18, 0xF080);

    key_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
    key_config.interruptMode = kGPIO_IntFallingEdge;
    key_config.outputLogic = 1;

    gpio_init(GPIO1, 18,&key_config)；

    GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);
    system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,(system_irq_handler_t)gpio1_16_31_irqhandler,NULL);

    gpio_enableint(GPIO1,18);           /*使能GPIO1_IO18的中断功能*/
    filtertimer_init(66000000/100);     /*初始化定时器，10ms*/
}

在之间定义了结构体gpio_pin_config_t，定义了一个结构体变量，它的作用就是存储和表示一个GPIO引脚的配置信息。
因为这一节是对前面知识的复习，所以这里我们再用通俗的语言，来实际理解一下结构体变量（实例）与结构体成员的关系
首先，假如我们有一个工具箱，这个工具箱中有很多不同种类的工具，例如螺丝刀、扳手、锤子等。每种工具都有它自己的用途和特点。现在我们要将这些工具的信息（例如工具的名称、用途、存放位置等）整理起来，方便之后的查找和使用
这个时候，我们就可以去创建一个工具信息表，这个表就类似于我们的结构体，在其中它定义了每种工具需要记录的信息类型，加入我们的工具信息表有以下字段，工具名称（如“螺丝刀”），工具用途（如“拧紧螺丝”），存放位置（如“第一层，第二个格子”）
现在，我们有一个具体的螺丝刀，你想把它的信息记录在这个“工作信息表”里。于是，你创建一个“工作信息表的实例”，在C语言就是结构体变量，也就是我们上面代码的key_config
在这个例子中，工作信息表就是结构体（struct）的定义，它告诉你每种工具需要记录哪种信息。螺丝刀的信息卡片就是结构体变量（例子中是key_config），它包含了螺丝刀的具体信息，工具名称、工具用途和存放位置就是结构体中的成员（或字段），分别对应了螺丝刀的名称、用途和存放位置等信息。
那么回到我们的key_config变量里，它就类似一个专门为GPIO引脚填写的“信息卡片”。这个卡片上记录GPIO引脚的所有重要配置信息，比如它是输入还是输出、中断触发模式以及输出逻辑电平是高还是低等，这些信息都是通过修改key_config变量中的成员（或字段）来设置的
因此，结构体变量key_config的作用就是存储和表示一个GPIO引脚的配置信息，而它与结构体中成员的关系就像是“信息卡片”与卡片上填写的具体内容之间的关系。

上面我们对于结构体进行了一个通俗的讲解，所以继续讲解我们剩下的代码，首先IOMUXC_SetPinMux是在复用GPIO1_IO18引脚，然后 IOMUXC_SetPinConfig是在配置引脚具体的电气属性这两步，都是在初始化IO口

#include "bsp_keyfilter.h"
#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_int.h"
#include "bsp_epittimer.h"

void filterkey_init(void)
{
    gpio_pin_config_t key_config;

    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18, 0);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18, 0xF080);

    key_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
    key_config.interruptMode = kGPIO_IntFallingEdge;
    key_config.outputLogic = 1;

    gpio_init(GPIO1, 18,&key_config)；

    GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);
    system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,(system_irq_handler_t)gpio1_16_31_irqhandler,NULL);

    gpio_enableint(GPIO1,18);           /*使能GPIO1_IO18的中断功能*/
    filtertimer_init(66000000/100);     /*初始化定时器，10ms*/
}

下一步就是将我们的IO初始化为中断，上面也讲解了结构体，我们的结构体如下，所以这里将GPIO输出方向设置为输入

typedef struct _gpio_pin_config
{
    gpio_pin_direction_t direction; 		/* GPIO方向:输入还是输出 */
    uint8_t outputLogic;            		/* 如果是输出的话，默认输出电平 */
	gpio_interrupt_mode_t interruptMode;	/* 中断方式 */
} gpio_pin_config_t;

typedef enum _gpio_pin_direction
{
    kGPIO_DigitalInput = 0U,  		/* 输入 */
    kGPIO_DigitalOutput = 1U, 		/* 输出 */
} gpio_pin_direction_t;

要将GPIO设置为中断，按键按下则触发中断，所以将中断触发类型设置为下降沿触发

typedef enum _gpio_interrupt_mode
{
    kGPIO_NoIntmode = 0U, 				/* 无中断功能 */
    kGPIO_IntLowLevel = 1U, 			/* 低电平触发	*/
    kGPIO_IntHighLevel = 2U, 			/* 高电平触发 */
    kGPIO_IntRisingEdge = 3U, 			/* 上升沿触发	*/
    kGPIO_IntFallingEdge = 4U, 			/* 下降沿触发 */
    kGPIO_IntRisingOrFallingEdge = 5U, 	/* 上升沿和下降沿都触发 */
} gpio_interrupt_mode_t;

这里我们将引脚设置为了输入，所以outputLogic的值通常不会影响到引脚的行为，毕竟输入模式下的引脚是用来读取外部信号的，而不是输出信号


    GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);
    system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,(system_irq_handler_t)gpio1_16_31_irqhandler,NULL);

    gpio_enableint(GPIO1,18);           /*使能GPIO1_IO18的中断功能*/
    filtertimer_init(66000000/100);     /*初始化定时器，10ms*/

接下来这部分就是使能GPIO中断，以及注册中断处理函数，按键引脚是GPIO1_IO18,对应的是如下中断号，所以使能此中断号，

GPIO1_Combined_16_31_IRQn    = 99,               /**< Combined interrupt indication for GPIO1 signals 16 - 31. */

GIC_EnableIRQ();也是编写好的初始化使能函数

FORCEDINLINE __STATIC_INLINE void GIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)

{

  	GIC_Type *gic = (GIC_Type *)(__get_CBAR() & 0xFFFF0000UL);

  	gic->D_ISENABLER[((uint32_t)(int32_t)IRQn) >> 5] = (uint32_t)(1UL << (((uint32_t)(int32_t)IRQn) & 0x1FUL));

}

下一步给指定的中断号注册中断服务函数

 system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,(system_irq_handler_t)gpio1_16_31_irqhandler,NULL);

编写的函数如下，这些前面都讲解过，而且了理解起来也不复杂，就不多赘述，主要目的就是注册GPIO1)_Combined_16_31_IRQn这个中断信号，然后待会儿编写它的中断处理函数的时候名字叫做，gpio1_16_31_irqhandler

void system_register_irqhandler(IRQn_Type irq, system_irq_handler_t handler, void *userParam) 
{
	irqTable[irq].irqHandler = handler;
  	irqTable[irq].userParam = userParam;
}

使能对应的按键引脚GPIO1_18的中断功能，最后再初始化定时器，设置定时器的周期， filtertimer_init将在下面的代码中编写

/*初始化消抖定时器*/
void filtertimer_init(unsigned int value)
{
    EPIT1->CR = 0;      /*还是先将寄存器清零再配置*/
    EPIT1->CR = (1 << 24 | 1 <<3 | 1<<2 | 1<<1);
    EPIT1->LR = value;  /*计数值*/
    EPIT1->CMPR = 0;    /*比较寄存器*/

    GIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);

    system_register_irqhandler(EPIT1_IRQn,(system_irq_handler_t)filtertimer_irqhandler,NULL);
}

编写的定时器消抖函数和之前EPIT的初始化函数很相似，这里也可以直接使用之前EPIT初始化函数，中间的CR寄存器配置，因为设置为1分频，所以可以直接默认，所以这里就没有设置分频值

/*关闭定时器函数*/
void filtertimer_stop(void)
{
    EPIT1-> &= ~(1<<0); /*关闭定时器*/
}

void filtertimer_start(unsigned int value)
{
    EPIT1->CR &= ~(1<<0);  /*先关闭定时器*/
    EPIT1->LR = value;   /*计数值*/
    EPIT1->CR |= (1<<0); /*打开定时器*/
}

编写如下两个关闭和重启定时器的函数，重启定时器的时候第一段代码是关闭定时器也是为了严谨起见，其次就是需要重新加载计数值，然后再打开寄存器，接下来就是编写两个中断服务函数

首先第一个是定时器中断处理函数，定时一个静态的无符号字符变量state，并初始化为OFF。由于是静态，所以值在函数调用之间保持不变
下面的判断语句，检查EPIT1的状态寄存器SR是否被设置，也就是比较事件是否发生，若发生则进行下一步代码，也就是关闭定时器，因为事件已经发生自然就不需要定时器再运行，直到下一次的启动
然后下一个if判断，就是判断引脚GPIO1的18引脚的KEY0按键的状态。如果按键被按下就执行下面的蜂鸣器的状态反转，也就是使蜂鸣器工作，最后如果比较事件的判断没有成功，或者蜂鸣器反转完成，最后都需要清除中断标志位，准备下一次的中断事件

/*定时器中断处理服务函数*/
void filtertimer_irqhandler(void)
{
    static unsigned char state = OFF;

    if(EPIT1->SR & (1<<0)) /*判断比较事件是否发生*/
    {
        filtertimer_stop(); /*关闭定时器*/
        if(gpio_pinread(GPIO1,18) == 0)
        {
            state =!state;
            beep_switch(state);
        }
    }
    EPIT1->SR |= 1<<0;      /*清除中断标志位*/
}

也就是如果在按键按下的时候产生相关中断，中断产生后执行这个中断处理函数，这个函数的作用就是初始化定时器，然后设置周期过后开启定时器，也就是上面我们编写的那个函数，最后还是在完成这个中断后需要清除标志位，以用来准备下一次的中断产生


/*GPIO处理函数*/
void gpio1_16_31_irqhandler(void)
{
    filtertimer_start(66000000/100); /*开启定时器*/
    gpio_clearintflags(GPIO1,18);
}

到这里这完成了所有的有关蜂鸣器的操作，因为我们在实验目的当中还有一个就是需要LED灯一直以500ms的时间持续闪烁，所有最后我们还需要编写一下灯的相关代码，这个代码我们直接在main.c文件当中进行编写就可以了

灯的逻辑很简单，主函数中只需要引用相关的头文件，且将编写的好的外设进行初始化就可以了

#include "bsp_clk.h"

#include "bsp_delay.h"

#include "bsp_led.h"

#include "bsp_beep.h"

#include "bsp_key.h"

#include "bsp_int.h"

#include "bsp_exit.h"

#include "bsp_epittimer.h"

#include "bsp_keyfilter.h"



int main(void)

{

	unsigned char state =OFF;



	int_init();

	imx6u_clkinit();

	clk_enable();

	led_init();

	beep_init();

	filterkey_init();



	while(1)			

	{	

		state = !state;

		led_switch(LED0,state);

		delay(500);

	}

	return 0;

}

最后修改一下Makefile的文件，然后将代码烧写到开发板中，就可以看到预期的实验现象了，这一讲主要就是对之前的定时器，以及代码的运用，这一节实验就讲解到这里，欢迎大家的指正与讨论