机电一体化接口设计中开关抖动处理

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1、研究与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2012．04．015机电一体化接口设计中开关抖动的处理嵇海旭，梁秀娟(广东海洋大学，广东湛江524088)摘要：开关作为机电一体化接口设计中常用的输入设备，在使用时必须消除由于抖动造成的影响，否则会使控制逻辑出现错误。从硬件与软件两方面提出了相应的解决措施，可以很好地解决开关抖动问题，从而实现正确的逻辑控制。关键词：开关消抖；施密特触发器；RS触发器中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1009—9492(2012)04—0059—03SwitchDitheringProcessingonInter

2、faceDesignofMechatronicsJIHai—XU，LIANGXiu-juan(GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，China)Abstract：Switchiscommonlyusedintheinputdeviceofmechatronicsdevices．Theimpactofswitchditheringmustbeeliminated，otherwise，itwouldbeerorincontrollogic．Thispaperputforwardcorrespondingsolutionsbothi

3、nhardwareandsoftwaretosolvetheproblemofswitchdithering，bythisway，thesystemcanachievethecorectlogiccontro1．Keywords：eliminationofswitchdithering；Schmitttrigger；RStrigger1引言电路和利用RS触发器构成的电路两种方法来进在机电一体化接口设计中，对于一些二值化行消抖。的控制命令和参数，可以采用简单的开关作为输闭合人设备，常用的开关有按钮、转换开关等。控制微机通过I／0口或扩展I／0口对输入点电位进行检测来判断开

4、关的状态，以此做出相应的逻辑控制。由于这类开关都是机械开关，机械触点的弹性作用使开关在闭合及断开瞬间产生抖动，所以就会造成输入点电位的波动，这样很有可能就会图1开关接通与断开时的电压波动使系统产生控制上的逻辑错误。为了避免上述情2．1采用施密特触发器构成的电路进行消抖况的发生，在进行实际接口设计时，必须采取相2．1．1施密特触发器原理应措施进行消抖处理。机械触点的抖动时间长施密特触发器就是带正反馈的迟滞型比较短，与机械特性有关，一般为5ms一10ms。由抖器，如图2所示。在运放中，通过尼引入了正动引起的电压波动如图1所示n]。反馈，其作用是加速输出电压的跳变过程，并使消

5、除机械开关由于触点抖动而产生不良影响传输特性具有滞环。图2中，M为输入信号，为的措施常有硬件消抖法和软件消抖法，现分别进参考电压，两个稳压管起限幅作用，使输出电压行介绍。的正、负最大值为±。2硬件消抖方法比较器的输出电压发生跳变的临界条件是=硬件消抖法可分为利用施密特触发器构成的M一。由图2可得：收稿El期：2011—11—10[二二二工二二E与开发向过程。UI迟滞型比较器有两个阈值，其差△f，一=lloUTH：)叫做“迟滞电压”或“迟滞宽度”，它与简单UR3一比较器相比，有较强的抗干扰能力，不易产生误==)一R2跳变。这是因为当输出电压一旦跳变后．只要在+一+R2—R

6、3跳变点附近的干扰电压不超过迟滞宽度△值，输一O—Uz出电压值稳定不变。因此，迟滞型比较器可应用在环境干扰较大的场合和波形整形。图2施密特触发器U=u(1)(2)由式(1)和(2)可得阈值电压为：R3UR+R20Ur．(3)R2+3式(3)中，lto是输出电压的高低电平值。。的高电平是(+)，低电平是(一)，将它们代人(3)式可得：图3施密特触发器电压传输特性U：—R3UR+R2UZ一R+—R(斗4)Till2．1．3采用施密特触发器消抖的原理，采用施密特触发器消抖的电路如图4所示，尺3一2z，r，TH2—(5J图4中由、C组成积分电路。机械开关接通或断开时就会对电容c

7、进行充电或放电，当充放电由于图2中的集成运放是反相输入，因此，电压分别达到施密特触发器的阈值电压。和：当足够负时，“M+)时，u。输