如何设计按键消抖

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时间:2017-09-20

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1、在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘,因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别,但是我们人体的反应时间最少要0.2秒,之间差距很大,现实过程中也会不小心碰到按键,正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。一、按键电路常用的非编码键盘,每个在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘,因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别,但是我们人体的反应时间最少要0.2秒,之间差距很大,现实过程中也会不小心碰到按键,正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。一、按键电路    常用的非编码键盘,每个键都是一个常开开关电路。   

2、计数器输入脉冲最好不要直接接普通的按键开关,因为记数器的记数速度非常快,按键、触点等接触时会有多次接通和断开的现象。我们感觉不到,可是记数器却都记录了下来。例如,虽然只按了1下,记数器可能记了3下。因此,使用按键的记数电路都会增加单稳态电路避免记数错误。二、按键消抖   通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压信号小型如下图。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如下图。抖动时间的长短由按键的机械

3、特性决定,一般为5ms~10ms。这是一个很重要的时间参数,在很多场合都要用到。   按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的,一般为零点几秒至数秒。键抖动会引起一次按键被误读多次。为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。在键闭合稳定时读取键的状态,并且必须判别到键释放稳定后再作处理。按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。三、硬件消抖   在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。下图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。消抖电路如下   图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时,输出

4、为1;当键按下时,输出为0。此时即使用按键的机械性能,使按键因弹性抖动而产生瞬时断开(抖动跳开B),中要按键不返回原始状态A,双稳态电路的状态不改变,输出保持为0,不会产生抖动的波形。也就是说,即使B点的电压波形是抖动的,但经双稳态电路之后,其输出为正规的矩形波。这一点通过分析RS触发器的工作过程很容易得到验证。   利用电容的放电延时,采用并联电容法,也可以实现硬件消抖:消抖电路如下四、软件延时消抖   如果按键较多,常用软件方法去抖,即检测出键闭合后执行一个延时程序,产生5ms~10ms的延时,让前沿抖动消失

5、后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后,也要给5ms~10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。    五、无延时的软件消抖/*********************************************名称:键盘扫描子函数功能:在按键稳定期内判断键值,并返回键值**********************************************/ucharkeyscan(void){staticcharkey_state=0;  

6、 staticcharkey_value=0;ucharkey_press,key_return=0;key_press=turn_left&turn_right;    //读按键I/O电平            switch(key_state){  case0:    //按键初始态   if(key_press==0)key_state=1;//键被按下,但需要确认是否是干扰   break;  case1:    //按键确认态   if(key_press==0)//如有键按下则不是干扰,判断键值  

7、 {                                 if(turn_left==0)              //判断是哪一个按键被按下                key_value=1;      //按键较多时可采用switch选择结构            elseif(turn_right==0)                key_value=2;            else                key_value=0;       key_state=2;//状

8、态转换到键释放态   }   else    key_state=0;//按键已抬起,属于干扰,转换到按键初始态   break;  case2:   if(key_press==1)   {      key_return=key_value;//按键释放后再输出键值,如果按下键就输出则可省略key_value      key_value=0;      key_st

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