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簡介

FlexIO 模塊在 i.MX RT 系列 MCU 中被廣泛采用，它提供了高度靈活的配置方法，可以模擬多種不同的通信協議，如UART、I2C、 SPI、I2S等。

硬件基于RT1010-EVK，軟件基于 SDK2.13.0。

FlexIO需要毛刺濾波的原因

以使用 FlexIO 模擬 UART 為例，其在理論上可以支持很高的波特率，但在每個 bit 只會進行一次采樣。單次采樣會由于毛刺的存在，導致錯誤數據被接收。對于這種情況，可以使用額外的定時器設計一個毛刺濾波器，以避免錯誤的發生。

使用定時器進行毛刺濾波的基本原理

假設有一個方波信號，其頻率為 2 Hz，定時器時鐘頻率為 1000 Hz，其波形如

在信號傳輸的場景中，由于存在干擾，會產生一系列的毛刺，這些毛刺會在僅有一次的采樣過程中導致錯誤的傳輸值。帶有隨機毛刺的方波信號波形如

為了消除這些毛刺，在 FlexIO 中引入一個定時器，按照以下配置來設置定時器的控制寄存器TIMCFG：

? 定時器工作在16bit模式

? 定時器的觸發源選擇來自輸入引腳

? 定時器的引腳配置為輸出

? 定時器一直使能且從不關閉 (TIMENA = 0, TIMDIS= 0)

? 當定時器的輸入與輸出相等時，定時器處于reset狀態 (TIMRST = 0x3)

? 定時器的輸出不受 reset 引腳影響，初始狀態可以是0 或者是 1 (TIMOUT = 0 or 1)

? 定時器的初始計數值等于 filter_width 減 1 (TIMCMP = filter_width – 1)

? filter_width 是輸入信號持續穩定才能更新輸出信號的周期數且必須大于1

通過設置不同的初始計數值，定時器可以被用于過濾信號中的高頻毛刺，同時也會為濾波后的信號帶來filter_width *時鐘周期的時間延遲。當初始計數值為 10 時，初始信號與濾波后的信號如圖所示。

定時器能夠完成濾波的原因在于：在信號發生跳變時，計數值才會從初始值開始遞減，即定時器的輸入狀態與輸出狀態不相同，定時器退出reset 狀態開始計數。當16 位計數器等于 0 并遞減時，定時器輸出切換并且計數器從比較寄存器重新加載。因此，如果信號的跳變保持的時間小于filter_width *時鐘周期的時間，會導致計數值還未降低到 0 就被重置，輸出信號就會保持原先的電平，短時間的信號跳變就會被過濾掉。

定時器在進行毛刺濾波時，其輸出引腳在芯片內部連接到其他移位器和定時器，因此即便這一引腳在設備級別（IOMUXC）未被啟用也可以實現濾波功能。

對RT1010 GPIO輸出的方波信號

進行毛刺濾波

在 i.MX RT1010 芯片上，可以對用 GPIO 輸出方波信號，輸入到 FlexIO 的定時器。

? GPIO_08 被配置為輸出方波信號

? GPIO_11 被配置為 FlexIO 定時器的輸入引腳

? GPIO_12 被配置為 FlexIO 定時器的輸出引腳

FlexIO 的定時器可以對 TIMCFG 寄存器進行配置，從而改變其對輸入信號的的響應。