浅谈如何按键消抖

2012-08-06来源: 51hei关键字:按键消抖  延时程序  机械触点

不管设计一个什么作品,按键总是少不了的,对于按键你知道那些呢?

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,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,为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。


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图1

抖动时间

抖动时间的长短由按键的机械特性决定,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,大家可以用示波器测试一下。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。

方法

按键的消抖,可用硬件或软件两种方法。

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。

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图2

图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时,输出为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。

另一种硬件消抖的方法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,如图3所示:

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图3[page]

软件消抖

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,5ms~10ms的延时,让前沿抖动消失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。还可以利用定时器中断来消抖。

下面再介绍一种按键消抖的方法:利用switch()结构,程序设计如下:

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
**********************************************/
uchar keyscan(void)
{
static char key_state = 0;
static char key_value = 0;
uchar key_press, key_return = 0;
key_press=turn_left&turn_right;     //读按键I/O电平
switch (key_state)
{
   case 0 :   // 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;
   case 1 : // 按键确认态
    if (key_press==0)
//如有键按下则不是干扰,判断键值
    {       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
             else if(turn_right==0)
                 key_value=2;
             else  key_value=0;
           key_state = 2; // 状态转换到键释放态
    }
    else  key_state = 0; // 按键已抬起,属于干扰,转换到按键初始态
    break;
   case 2 :
    if (key_press==1)
    {
       key_return=key_value;//按键释放后再输出键值
       key_value=0;
       key_state = 0; //如果按键释放,转换到按键初始态
    }  break;
}return key_return; //返回键值
}
/*********************************************
名称:按键处理子函数
功能:
**********************************************/
void key_operation(void)
{   
    switch (keyscan())      //根据键值不同,执行不同的内容
    { case 1:
    hight_votage-=1;
    if(hight_votage<5)
     hight_votage=5; break;
     case 2:
    hight_votage+=1;
    if(hight_votage>25)
     hight_votage=25; break;
    default :break;
    }
}
  只要有按键就一定要想到消抖,总之不管是硬件消抖还是软件消抖,在脑海里始终要想到按键按下时出现图一的情景,然后再进行相应的设计。

几个好的按键设计的总结
对于多个按键的设计常用思路是: 按照面向过程的编程方式, 将数据与过程分离. 把和按键状态相关的东西比如按键功能统统塞到结构里, 把消抖的代码放在一个函数中。这里介绍按键设计的几种方法:

1、 矩阵键盘,http://www.51hei.com/f/jzjpcx.rar
(这个文档里放了几个矩阵键盘的程序,个人觉得这几个程序比较精简,大家可以参看一下)

2、 ADC按键,具体设计点击这个网址:http://www.ceet.hbnu.edu.cn/bbs/viewthread.php?tid=7641&extra=&highlight=%CA%FD%D7%D6%CA%BE%B2%A8%C6%F7&page=2

ADC按键的优点是节省IO口,但是需要调配好电阻值,个人觉得有点麻烦。

3、 并入串出按键,具体设计点击这个网址:http://www.ceet.hbnu.edu.cn/bbs/redirect.php?tid=8059&goto=lastpost#lastpost

4、 4*3键盘并且复用端口很牛 http://www.51hei.com/mcu/1316.html

关键字:按键消抖  延时程序  机械触点 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/2012/0806/article_9776.html

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