標(biāo)題: 基于狀態(tài)機(jī)的51單片機(jī)獨(dú)立按鍵檢測(cè)與消抖思路 [打印本頁]
作者: arisskz6    時(shí)間: 2018-11-28 17:33
標(biāo)題: 基于狀態(tài)機(jī)的51單片機(jī)獨(dú)立按鍵檢測(cè)與消抖思路
狀態(tài)機(jī)的按鍵檢測(cè)思路2
先回顧一下定義：
狀態(tài)機(jī)有如下性質(zhì)
按鍵狀態(tài)機(jī)發(fā)生狀態(tài)遷移的條件
如何準(zhǔn)確檢測(cè)條件是否發(fā)生并進(jìn)行狀態(tài)遷移
確保狀態(tài)機(jī)能穩(wěn)定地進(jìn)行遷移
按鍵消抖的原理：狀態(tài)切換
按鍵操作觸發(fā)的時(shí)機(jī)

先回顧一下定義：
按鍵從未按下到按下，再到彈起，可以視為一個(gè)有4個(gè)狀態(tài)的有限狀態(tài)機(jī)。  分別是未按下、前沿抖動(dòng)、按下、后沿抖動(dòng)。  
即按鍵只在這4個(gè)狀態(tài)間進(jìn)行遷移，而且是當(dāng)條件滿足時(shí)按一定的順序進(jìn)行遷移：  未按下­­(條件1)­>前沿抖動(dòng)­­(條件2)­>按下­­(條件3)­>后沿抖動(dòng)­­(條件4)­>未按下  當(dāng)且僅當(dāng)條件成立時(shí)，才進(jìn)行狀態(tài)的遷移，當(dāng)條件不成立時(shí)，狀態(tài)機(jī)會(huì)保持當(dāng)前狀態(tài)不變。

狀態(tài)機(jī)有如下性質(zhì)

1.狀態(tài)機(jī)會(huì)在條件滿足時(shí)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移，由于每個(gè)狀態(tài)會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，而我們需要按鍵是理想的，即我們需要一個(gè)瞬間的按鍵事件，而不是連續(xù)的按鍵事件。  
總結(jié)：  
(1)當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件成立時(shí)，要進(jìn)行狀態(tài)的遷移。
(2)狀態(tài)轉(zhuǎn)移是瞬間的，所以我們把某個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移當(dāng)成按鍵來用。
(3)未進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，狀態(tài)機(jī)會(huì)保持之前的狀態(tài)。

按鍵狀態(tài)機(jī)發(fā)生狀態(tài)遷移的條件



即如何對(duì)狀態(tài)機(jī)的遷移條件進(jìn)行準(zhǔn)確判定。  
如何準(zhǔn)確檢測(cè)條件是否發(fā)生并進(jìn)行狀態(tài)遷移
注意：按鍵的初始狀態(tài)是未按下
//在定義時(shí)將按鍵狀態(tài)初始化為未按下
unsigned char KEY_Status = NOPRESS;

(1)條件1：前沿抖動(dòng)開始  
從未按下狀態(tài)到前沿抖動(dòng)開始這一事件發(fā)生，電平為由1變?yōu)?  
即在未按下狀態(tài)下，突然檢測(cè)到低電平，就說明遷移條件成立了，立即把狀態(tài)遷移到前沿抖動(dòng)，或執(zhí)行其他操作。
//KEY_Status == NOPRESS && KEY_Value == 0，等價(jià)于條件1成立
if (NOPRESS ==  KEY_Status && 0 == KEY_Value)
{
KEY_Status = PRESHAKE; //執(zhí)行狀態(tài)遷移
timer(); //設(shè)置一個(gè)10ms定時(shí)器，用定時(shí)器溢出事件來模擬前沿抖動(dòng)結(jié)束事件。
}

(2)條件2：前沿抖動(dòng)結(jié)束  
從前沿抖動(dòng)狀態(tài)到前沿抖動(dòng)結(jié)束這一事件發(fā)生，有大約10毫秒的時(shí)間，雖然沒有具體的事件，但可以用定時(shí)器中斷來模擬前沿抖動(dòng)結(jié)束事件。在前沿抖動(dòng)的狀態(tài)下，一旦定時(shí)器中斷，就說明遷移條件成立了，立即把狀態(tài)遷移至按下，或執(zhí)行其他操作。

  1. //若PRESHAKE == KEY_Status && 1 == TF1 則條件2成立
  2. if (PRESHAKE == KEY_Status && 1 == TF1)
  3. {
  4. KEY_Status = PRESS; //執(zhí)行狀態(tài)遷移
  5. TF = 0; //清除溢出標(biāo)志
  6. TR1 = 0; //關(guān)閉定時(shí)器
  7. }
復(fù)制代碼

(3)條件3：后沿抖動(dòng)開始  
從按下狀態(tài)到后沿抖動(dòng)開始這一事件發(fā)生，電平由0變1，即只要在按下狀態(tài)中檢測(cè)到電平為1，就認(rèn)為遷移條件成立了，立即把狀態(tài)遷移至后沿抖動(dòng)。
  1. //KEY_Status == PRESS && KEY_Value == 1則條件3成立
  2. if (PRESS == KEY_Status && 1 == KEY_Value)
  3. {
  4. KEY_Status = TAILSHAKE; //執(zhí)行狀態(tài)遷移
  5. n++; //執(zhí)行想要的操作
  6. timer(); //用定時(shí)器溢出來模擬后沿抖動(dòng)結(jié)束事件
  7. }
復(fù)制代碼
(4)條件4：后沿抖動(dòng)結(jié)束  
從后沿抖動(dòng)狀態(tài)到后沿抖動(dòng)結(jié)束這一事件發(fā)生，雖然沒有具體的事件，但是歷時(shí)是確定的，基本在10ms左右，可以通過定時(shí)器溢出來模擬后沿抖動(dòng)結(jié)束事件。一旦定時(shí)器溢出（或者定時(shí)器中斷發(fā)生），就說明遷移條件成立了，立即把狀態(tài)遷移至未按下。

//TF1 == 1即后沿抖動(dòng)結(jié)束標(biāo)志。
//要在此時(shí)關(guān)閉定時(shí)器，防止重復(fù)判斷。
if (1 == TF1)
{
KEY_Status = NOPRESS;
TF1 = 0; //清除溢出標(biāo)志
TR1 = 0; //關(guān)閉定時(shí)器
}

確保狀態(tài)機(jī)能穩(wěn)定地進(jìn)行遷移

如果狀態(tài)能穩(wěn)定的遷移，也就是說如果我們能對(duì)狀態(tài)發(fā)生遷移的條件進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，
狀態(tài)機(jī)就會(huì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的遷移。就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行其他操作，不用擔(dān)心狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)界定錯(cuò)誤，因?yàn)闋顟B(tài)機(jī)是可以穩(wěn)定遷移的。  
所以關(guān)鍵是對(duì)狀態(tài)發(fā)生遷移的條件進(jìn)行準(zhǔn)確判定，從而使各個(gè)狀態(tài)不發(fā)生交叉，即穩(wěn)定遷移。  
要反復(fù)檢查上面我們對(duì)狀態(tài)機(jī)遷移條件界定是否準(zhǔn)確。直到確定是準(zhǔn)確的，就可以在此基礎(chǔ)上做點(diǎn)別的事情了。  
可以在心中模擬程序執(zhí)行來驗(yàn)證思路是否正確。

按鍵消抖的原理：狀態(tài)切換

（按鍵）狀態(tài)機(jī)中，由于狀態(tài)的切換是通過判定條件來進(jìn)行的，一旦條件成立，狀態(tài)就瞬間切換了，每個(gè)狀態(tài)會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，在此期間循環(huán)可能會(huì)執(zhí)行多次，但由于狀態(tài)切換的條件不滿足，所以不會(huì)進(jìn)入if語句中操作。所以如果把任何狀態(tài)切換到下一狀態(tài)的瞬間當(dāng)成按鍵事件，那么按鍵就只會(huì)被檢測(cè)到一次，這就是按鍵消抖的原理。

按鍵操作觸發(fā)的時(shí)機(jī)
實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，把對(duì)按鍵事件的響應(yīng)操作放在后沿抖動(dòng)開始時(shí)(即狀態(tài)機(jī)由按下狀態(tài)遷
移到后沿抖動(dòng)狀態(tài)的瞬間）效果比較不錯(cuò)，不會(huì)顯得太敏感也不會(huì)顯得很遲鈍。

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狀態(tài)機(jī)的51單片機(jī)獨(dú)立按鍵檢測(cè)與消抖思路.pdf (382.78 KB, 下載次數(shù): 64)


作者: 302976867    時(shí)間: 2020-1-19 10:58
樓主寫的不錯(cuò)。有道理
作者: wy13043207006    時(shí)間: 2023-9-8 13:35
值得學(xué)習(xí)的文章



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