為什么要進(jìn)行按鍵消抖

按鍵消抖通常的按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)。因而在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

按鍵的抖動(dòng)對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)是感覺(jué)不到的，但對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)，則是完全可以感應(yīng)到的，而且還是一個(gè)很“漫長(zhǎng)”的過(guò)程，因?yàn)閱纹瑱C(jī)處理的速度在“微秒”級(jí)，而按鍵抖動(dòng)的時(shí)間至少在“毫秒”級(jí)。

一次按鍵動(dòng)作的電平波形如下圖。存在抖動(dòng)現(xiàn)象，其前后沿抖動(dòng)時(shí)間一般在5ms~10ms之間。由于單片機(jī)運(yùn)行速度非常快，經(jīng)過(guò)A時(shí)刻的時(shí)候會(huì)檢測(cè)到低電平判斷按鍵被按下。當(dāng)?shù)搅薆時(shí)刻的時(shí)候，單片機(jī)同樣會(huì)檢測(cè)到高電平，誤以為松開(kāi)按鍵，然后又到了C時(shí)刻檢測(cè)到低電平，判斷到按鍵被按下。周而復(fù)始，在5-10ms內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)很多次按下的動(dòng)作，每一次按鍵的動(dòng)作判斷的次數(shù)都不相同。

為確保單片機(jī)對(duì)按鍵的一次閉合僅作一次處理，必須處理按鍵抖動(dòng)問(wèn)題。在按鍵閉合或者釋放穩(wěn)定時(shí)再讀取按鍵的狀態(tài)。

硬件消抖電路

硬件消抖一般有兩種實(shí)現(xiàn)方式：

RS觸發(fā)器

電容濾波

RS觸發(fā)器

利用RS觸發(fā)器來(lái)吸收按鍵的抖動(dòng)。一旦有鍵按下，觸發(fā)器立即翻轉(zhuǎn)，觸電的抖動(dòng)便不會(huì)再對(duì)輸出產(chǎn)生影響，按鍵釋放時(shí)也一樣。RS觸發(fā)電路消抖電路圖如下。

電容濾波

將電容并聯(lián)在按鍵的兩端，利用電容的放電的延時(shí)特性。將產(chǎn)生抖動(dòng)的電平通過(guò)電容吸收掉。從而達(dá)到消抖的作用，電容消抖電路圖如下圖所示。

總結(jié)

實(shí)際上，在沒(méi)有MCU的情況下，對(duì)按鍵進(jìn)行消抖通常是通過(guò)硬件消抖電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在嵌入式開(kāi)發(fā)中，大多數(shù)情況下都是通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵消抖。簡(jiǎn)單說(shuō)就是加合適的延遲，顯然這實(shí)現(xiàn)成本要比硬件電路方式低得多。

原文標(biāo)題：按鍵的硬件消抖電路原理

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