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Arduino教程-消除按鍵抖動(dòng)！

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樓主
ID:99556 發(fā)表于 2015-12-19 21:23 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
Hi，大家好！又跟大家見面啦！在上一次講解按鍵開關(guān)臨近結(jié)束的時(shí)候，我們提到在正常的使用過程中，美中有不足，按鍵開關(guān)還有一個(gè)小問題需要解決。那是什么問題呢？
每當(dāng)你按下或抬起按鍵開關(guān)的一瞬間，由于讀取信號(hào)的操作是持續(xù)進(jìn)行的，又由于按鍵自身的物理元器件的問題，每次觸碰的一瞬間，可能會(huì)發(fā)生多次短暫的物理接觸，以至于最終產(chǎn)生的信號(hào)發(fā)生了抖動(dòng)。為了消除這種抖動(dòng)，讓按鍵變得更加好用，這次我們一起來試試看如何解決這個(gè)問題！這一次的學(xué)習(xí)過程中，我們用到了之前在《另一種時(shí)間延遲》中學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)。如果你對(duì)此還有印象，那將會(huì)對(duì)這一次的學(xué)習(xí)有很大的幫助呢！
好！介紹的差不多了。還是老環(huán)節(jié)，先準(zhǔn)備一下我們需要的材料。
硬件方面
圖片來源：Arduino電路配件
具體包括如下：
  • Arduino UNO電路板（1塊）
  • 面包板（1塊）
  • 10k電阻（1個(gè)）
  • 按鍵開關(guān)（1個(gè)）
  • 面包線（3根）
咦？是不是看起來很像上一次在《按鍵開關(guān)》那一節(jié)中所使用的硬件��！哼哼！其實(shí)不單是硬件用的一樣，連電路的連接也是一摸一樣呢！同樣的，這次我們對(duì)按鍵測(cè)試所使用的LED神燈，用的還是Arduino UNO電路板上自帶的那一盞！
軟件方面不多說，依然是Arduino官方提供的IDE。
連接電路
圖片來源：Arduino連接開關(guān)按鍵電路示意圖
既然和上一次的電路連接一樣，就不多啰嗦了，我們直接進(jìn)入最后一步！
添加幾行代碼首先，還是新建一個(gè)項(xiàng)目窗口。

圖片來源：Arduino官方IDE
然后向其中添加如下代碼：


  1. // 定義按鍵輸入針腳號(hào)常量，
  2. // 并初始化為2號(hào)針腳。
  3. const int buttonPin = 2;
  4. // 定義LED輸入針腳號(hào)常量，
  5. // 并初始化為13號(hào)針腳。
  6. // 注：此處我們使用的LED神燈是Arduino UNO電路板自帶，
  7. // 此神燈對(duì)應(yīng)的針腳號(hào)默認(rèn)為13，此數(shù)值不得隨意更改，
  8. // 所以這里定義的數(shù)值13是為了和默認(rèn)值相對(duì)應(yīng)。
  9. const int ledPin = 13;
  10. // 定義記錄LED神燈當(dāng)前狀態(tài)的變量，
  11. // 并初始化狀態(tài)為HIGH。
  12. int ledState = HIGH;
  13. // 定義記錄按鍵當(dāng)前狀態(tài)的變量
  14. int buttonState;
  15. // 定義記錄按鍵最近一次狀態(tài)變化的變量，
  16. // 并初始化狀態(tài)為L(zhǎng)OW。
  17. int lastButtonState = LOW;
  18. // 定義記錄最近一次抖動(dòng)的時(shí)間變量，
  19. // 并初始化時(shí)間為0毫秒。
  20. long lastDebounceTime = 0;
  21. // 定義延遲抖動(dòng)的時(shí)間變量，
  22. // 并初始化為50毫秒。
  23. long debounceDelay = 50;

  25. // 對(duì)Arduino電路板或相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行初始化方法
  26. void setup() {
  27.   // 設(shè)置按鍵的針腳為輸入狀態(tài)
  28.   pinMode(buttonPin, INPUT);
  29.   // 設(shè)置電路板上LED神燈的針腳狀態(tài)為輸出狀態(tài)
  30.   pinMode(ledPin, OUTPUT);
  31.   // 設(shè)置電路板上LED神燈的初始狀態(tài)，
  32.   // 此處因?yàn)樽兞縧edState的初始狀態(tài)為HIGH，
  33.   // 所以LED神燈的初始狀態(tài)為亮。
  34.   digitalWrite(ledPin, ledState);
  35. }

  37. // 系統(tǒng)調(diào)用，無限循環(huán)方法
  38. void loop() {
  39.   // 讀取按鍵的狀態(tài)
  40.   int reading = digitalRead(buttonPin);
  41.   // 判斷當(dāng)前的按鍵狀態(tài)是否和之前有所變化
  42.   if (reading != lastButtonState) {
  43.     // 如果按鍵發(fā)生了變化，
  44.     // 則重新設(shè)置最近一次抖動(dòng)的時(shí)間。
  45.     lastDebounceTime = millis();
  46.   }
  47.   // 判斷按鍵按下或抬起的狀態(tài)時(shí)間間隔是否大于延遲抖動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)度。
  48.   // 方法millis()可以獲取當(dāng)前時(shí)間，單位統(tǒng)一為毫秒。
  49.   if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
  50.     // 判斷當(dāng)前的按鍵狀態(tài)是否和之前有所變化
  51.     if (reading != buttonState) {
  52.       // 如果發(fā)生了變化，
  53.       // 則更新按鍵狀態(tài)變量。
  54.       buttonState = reading;
  55.       // 判斷按鍵的狀態(tài)是否為按下，
  56.       // 只有在按鍵按下的時(shí)候，
  57.       // 才改變LED神燈的狀態(tài)。
  58.       if (buttonState == HIGH) {
  59.         // 如果LED神燈當(dāng)前為亮度，
  60.         // 則變?yōu)闇纭Ｈ绻麨闇纾?br />
  61.         // 則變?yōu)榱痢?br />
  62.         ledState = !ledState;
  63.       }
  64.     }
  65.   }
  66.   // 最終改變電路板上LED神燈的狀態(tài)
  67.   digitalWrite(ledPin, ledState);
  68.   // 更新按鍵最近一次狀態(tài)變化的變量
  69.   lastButtonState = reading;
  70. }
復(fù)制代碼



好！總共的代碼就是醬紫！看起來有些長(zhǎng)呢！其實(shí)也只是看起來而已啦！老實(shí)說這里并沒有出現(xiàn)任何新的面孔，唯一看起來有點(diǎn)繞的，就是對(duì)時(shí)間延遲的控制。如果覺得有些吃力，可以回顧一下《另一種時(shí)間延遲》小節(jié)所學(xué)的內(nèi)容。之所以能夠最終解決抖動(dòng)問題，其實(shí)就是通過加入時(shí)間延遲來解決的。通過延長(zhǎng)按鍵狀態(tài)改變的時(shí)間長(zhǎng)度，來最終消除信號(hào)的抖動(dòng)。

圖片來源：Arduino官方IDE的文件編輯菜單選項(xiàng)
點(diǎn)擊上圖中標(biāo)有向右指向的箭頭圖標(biāo)，將代碼一鍵燒入Arduino UNO電路板�，F(xiàn)在試試看，每次單擊按鍵，電路板上的LED神燈會(huì)不會(huì)有所變化？如果一切正常，現(xiàn)在每單擊一下按鍵，LED神燈的狀態(tài)就會(huì)變化一次。在《按鍵開關(guān)》那一節(jié)，是每次按下按鍵，點(diǎn)亮LED神燈。抬起按鍵，LED神燈熄滅。而現(xiàn)在是每單擊一次按鍵，LED神燈變化一次。可以體會(huì)一下它們之間的不同。
總結(jié)通過這次學(xué)習(xí)，我們解決了按鍵的信號(hào)抖動(dòng)的問題。解決的核心方法呢，是通過引入時(shí)間延遲，來消除信號(hào)抖動(dòng)。技術(shù)來說并沒有碰到新內(nèi)容，難點(diǎn)就在于對(duì)時(shí)間延遲的理解。
下期預(yù)告通過前兩次學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)每次連接按鍵總要外加一個(gè)10k的電阻。在電路合理連接的情況下，能不能不引入電阻，直接就能使用按鍵呢！好！下一次，我們將一起學(xué)習(xí)一種如何不用外接電阻，也能正常使用按鍵的方法！


ohcoder的系列精彩Arduino教程:
Arduino教程-初識(shí)Arduino(包含本教程目錄):http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41334-1.html
Arduino教程-開篇:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41335-1.html
Arduino教程-點(diǎn)亮LED神燈:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41336-1.html
Arduino教程-讓LED神燈閃爍:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41337-1.html
Arduino教程-讓LED神燈亮度漸變:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41338-1.html
Arduino教程-獲取輸入數(shù)字信號(hào):http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41339-1.html
Arduino教程-獲取輸入模擬信號(hào):http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41340-1.html
Arduino教程-另一種時(shí)間延遲:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41331-1.html
Arduino教程-按鍵開關(guān):http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41341-1.html
Arduino教程-停止抖動(dòng)！:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41333-1.html
Arduino教程-拋棄外部電阻！:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41332-1.html
Arduino教程-用按鍵開關(guān)計(jì)數(shù):http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41330-1.html

………后續(xù)持續(xù)更新中請(qǐng)打開:http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-41334-1.html
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沙發(fā)
ID:253661 發(fā)表于 2017-11-26 02:48 | 只看該作者
大神請(qǐng)問一下 51步 if (reading != buttonState)中 reading不就是讀取的buttonstate中的狀態(tài)嗎？為什么還可以比較��？ 求解釋
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板凳
ID:437197 發(fā)表于 2019-5-16 09:22 | 只看該作者
我覺得寫得挺好滴，頂一個(gè)
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地板
ID:437197 發(fā)表于 2019-5-16 09:34 | 只看該作者
如果按鈕按得夠久，先0-1再1-0，都是穩(wěn)定的，那燈的狀態(tài)就會(huì)變兩次嗎？
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5#
ID:20841 發(fā)表于 2020-3-5 17:09 | 只看該作者
很好的按鍵的函數(shù) 謝謝分享
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6#
ID:455377 發(fā)表于 2020-3-5 21:30 | 只看該作者
ZFDPJ 發(fā)表于 2017-11-26 02:48
**** 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動(dòng)屏蔽 ****

buttonState是int類型只有兩種值0和1   如果為0不執(zhí)行   如果為1  執(zhí)行    關(guān)鍵在那個(gè)！=  這個(gè)符號(hào)
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7#
ID:35955 發(fā)表于 2020-3-23 11:29 | 只看該作者
ZFDPJ 發(fā)表于 2017-11-26 02:48
**** 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動(dòng)屏蔽 ****

我分析這個(gè)地方應(yīng)該是寫錯(cuò)了，BUTTONSTATE在程序中沒有用到，這個(gè)地方應(yīng)該改成lastButtonState就可以了，reading確實(shí)是當(dāng)前獲取到的按鍵狀態(tài)值
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8#
ID:607710 發(fā)表于 2020-4-15 10:40 | 只看該作者
科比之心 發(fā)表于 2020-3-23 11:29
我分析這個(gè)地方應(yīng)該是寫錯(cuò)了，BUTTONSTATE在程序中沒有用到，這個(gè)地方應(yīng)該改成lastButtonState就可以了， ...

把這句"int reading = digitalRead(buttonPin);"改為#define reading   digitalRead(buttonPin);
就好理解了
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9#
ID:160932 發(fā)表于 2020-9-25 14:28 | 只看該作者
我是菜鳥，請(qǐng)問下：
// 定義按鍵輸入針腳號(hào)常量，
// 并初始化為2號(hào)針腳。
const int buttonPin = 2;
這個(gè)可不可以用宏定義，因?yàn)橐_號(hào)基本只是指定，而不會(huì)在程序運(yùn)行去改變的，是不是可以不用int變量，而用：#define buttonPin  = 2
宏定義是不占內(nèi)存空間的吧，而一個(gè)int整型是要消耗內(nèi)存的，不知我想的對(duì)不對(duì)？
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10#
ID:138707 發(fā)表于 2023-7-29 18:32 | 只看該作者
很好的按鍵的函數(shù) 謝謝分享
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