嵌入式ARM架构学习7——时钟、定时器

 一、什么是抖动（Bouncing）

当按键按下或松开时，金属触点不是理想瞬间接触/断开，而是机械振动，导致电平在短时间内反复跳变，这就是抖动。

• 抖动时间：通常为 5μs ~ 10ms，劣质按键甚至更长

• 结果：MCU 会误认为按键被多次按下/松开

二、硬件层面消除抖动

方法	原理	优点	缺点
RC 低通滤波 + 施密特触发器	用电容吸收高频抖动，施密特触发器整形	简单、成本低	电容值需匹配，响应变慢
专用消抖芯片 / 施密特触发器芯片	硬件整形，直接输出干净信号	稳定可靠	增加成本
按键换型	使用霍尔按键、光学按键等无触点开关	无抖动	成本高

⚠️ 注意：单独加电容（不加施密特触发器）效果不好，因为电容充放电本身也会引入缓慢上升沿，反而容易被 MCU 误判为多次电平变化。

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 三、软件层面消除抖动（最常用）

1. 延时采样法（延时消抖）

if (key_read() == 0) {          // 首次检测到按下delay_ms(10);               // 延时 10msif (key_read() == 0) {      // 再次确认// 真正按键按下}
}

• 优点：简单、通用

• 缺点：阻塞 CPU（可用非阻塞方式优化）

2. 状态机法（非阻塞）

typedef enum {KEY_UP,KEY_DOWN,KEY_CONFIRM
} KeyState;KeyState key_scan(KeyState state) {switch (state) {case KEY_UP:if (key_read() == 0) return KEY_DOWN;break;case KEY_DOWN:if (key_read() == 0) {delay_ms(10);if (key_read() == 0) return KEY_CONFIRM;}return KEY_UP;case KEY_CONFIRM:if (key_read() == 1) return KEY_UP;break;}return state;
}

• 优点：非阻塞，适合主循环轮询

• 缺点：占用少量状态变量

3. 定时器采样法（最推荐）

• 每 1ms 进入一次定时器中断，读取按键电平

• 连续 N 次（如 8 次）稳定为同一电平，才认为有效

• 可实现“消抖 + 长按/短按/双击”等复杂逻辑

四 时钟树：

五、定时器：

定时器 (EPIT GPT)：是一个通过对已知频率的时钟信号进行计数，来实现定时、延时或事件计数功能的硬件模块或软件机制。
时钟(clock)：在电子系统中是一个产生稳定、周期性振荡信号的电路或组件。这个信号像节拍器或心跳一样，为数字电路中的各种操作提供同步时序基准。
实时时钟(RTC real time clock)： 是微处理器中的一个功能模块，用于在系统主电源关闭的情况下，继续提供精确的日历和时间信息。
1.硬件概念
（1）时钟源：晶体整荡器：
工作做原理：将石英晶体切割成音叉，施加电压，会产生稳定的震荡。
（2）PLL（phase locked loop）锁相环电路: 倍频
（3）Prescale 分频器:    分频
（4）PFD（phase fractional Prescale）相位分数分频器: 输出频率可升可降

2.代码编写
（1）kernal: CCM_ANALOG_PLL_ARMn
(1)先选择osc_clk，让step_clk为24MHz
(2)再将PLL1的输出改成step_clk，让ARM暂时工作在24MHz;
(3)配置PLL为1056，注意设置倍频因子之前先把PLL之后的二分频设置好，避免ARM内核故障！！
(4)最后改回pll1_main_clk
(2)528 PLL：CCM_ANALOG_PFD_528n
(3)480 PLL：CCM_ANALOG_PFD_480n

(4)AHB_CLK_ROOT（132M）
CBCMR[PRE_PERIPH_CLK_SEL]
CBCDR[PERIPH_CLK_SEL]
CBCDR[AHB_PODF]

    (5)IPG_CLK_ROOT（66M）
CBCDR[IPG_PODF]

    (6)PERCLK_CLK_ROOT(66M)
CSCMR1[PERCLK_CLK_SEL]    
CSCMR1[PERCLK_PODF]

六、通用目的定时器

51单片机2两个定时器timer1、timer2

1.51单片机定时器工作原理
8位可自动重装，16位中段服务程序中手动重装。

(EPIT)：
2.i.max6ull定时器工作原理
3.EPIT（Enhanced Periodic Interrupt Timer）:增强型周期中断定时器
实验：1s中断，中断服务函数中反转led灯

    频率计算时1000*1000=1MHz
存储计算时1024*1024=1MByte

4.GPT（General Purpose Timer）：通用目的定时器
输入捕获和比较输出
实验：利用自由运行模式编写精准延时函数

1、什么是PLL，Prescaler、FPD，它们各自有什么作用？
2、IMX6ULL中有几个PLL？几个PFD？
3、简述ARM PLL的配置流程
4、IMX6ULL中的EPIT和GPT的工作原理是什么？