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!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。
按键消抖的原理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!我们学习 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所示:
图 19.1.1 定时器消抖示意图
在图中 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, 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。
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:
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:
/***************************************************************
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