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標題: 單片機按鍵消抖方式詳解 [打印本頁]

作者: 賀蘭小胖 時間: 2017-5-29 23:57
標題: 單片機按鍵消抖方式詳解

通常按鍵所用的開關都是機械彈性開關，當機械觸點斷開、閉合時，由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關在閉合時不會馬上就穩(wěn)定的接通，在斷開時也不會一下子徹底斷開，而是在閉合和斷開的瞬間伴隨了一連串的抖動，如圖8-10

所示。
圖8-10按鍵抖動狀態(tài)圖
按鍵穩(wěn)定閉合時間長短是由操作人員決定的，通常都會在100ms以上，刻意快速按的話能達到40-50ms左右，很難再低了。抖動時間是由按鍵的機械特性決定的，一般都會在10ms以內，為了確保程序對按鍵的一次閉合或者一次斷開只響應一次，必須進行按鍵的消抖處理。當檢測到按鍵狀態(tài)變化時，不是立即去響應動作，而是先等待閉合或斷開穩(wěn)定后再進行處理。按鍵消抖可分為硬件消抖和軟件消抖。
硬件消抖：
利用電容的充放電特性來對抖動過程中產生的電壓毛刺進行平滑處理，從而實現(xiàn)消抖。但實際應用中，這種方式的效果往往不是很好，而且還增加了成本和電路復雜度，所以實際中使用的并不多。如圖8-11所示：
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圖8-11硬件電容消抖
軟件實現(xiàn)消抖：
最簡單的消抖原理，就是當檢測到按鍵狀態(tài)變化后，先等待一個10ms左右的延時時間，讓抖動消失后再進行一次按鍵狀態(tài)檢測，如果與剛才檢測到的狀態(tài)相同，就可以確認按鍵已經穩(wěn)定的動作了。
程序如下：
#include<reg52.h>
sbitADDR0=P1^0;
sbitADDR1=P1^1;
sbitADDR2=P1^2;
sbitADDR3=P1^3;
sbitENLED=P1^4;
sbitKEY1=P2^4;
sbitKEY2=P2^5;
sbitKEY3=P2^6;
sbitKEY4=P2^7;
unsignedcharcodeLedChar[]={//數(shù)碼管顯示字符轉換表
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
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0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E
};
voiddelay();
voidmain(){
bitkeybuf=1;//按鍵值暫存，臨時保存按鍵的掃描值
bitbackup=1;//按鍵值備份，保存前一次的掃描值
unsignedcharcnt=0;//按鍵計數(shù)，記錄按鍵按下的次數(shù)
ENLED=0;//選擇數(shù)碼管DS1進行顯示
ADDR3=1;
ADDR2=0;
ADDR1=0;
ADDR0=0;
P2=0xF7;//P2.3置0，即KeyOut1輸出低電平
//顯示按鍵次數(shù)初值P0=LedChar[cnt];
while(1){
keybuf=KEY4;//把當前掃描值暫存
//當前值與前次值不相等說明此時按鍵有動作if(keybuf!=backup){
delay();//延時大約10ms
//判斷掃描值有沒有發(fā)生改變，即按鍵抖動
//如果前次值為0，則說明當前是彈起動作if(keybuf==KEY4){if(backup==0){
cnt++;//按鍵次數(shù)+1
//只用1個數(shù)碼管顯示，所以加到10就清零重新開始
if(cnt>=10){
cnt=0;
}
P0=LedChar[cnt];//計數(shù)值顯示到數(shù)碼管上
}
backup=keybuf;//更新備份為當前值，以備進行下次比較
}
}
}
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}
/*軟件延時函數(shù)，延時約10ms*/
voiddelay(){
unsignedinti=1000;
while(i--);
}
這個程序用了一個簡單的算法實現(xiàn)了按鍵的消抖。作為這種很簡單的演示程序，我們可以這樣來寫，但是實際做項目開發(fā)的時候，程序量往往很大，各種狀態(tài)值也很多，while(1)這個主循環(huán)要不停的掃描各種狀態(tài)值是否有發(fā)生變化，及時的進行任務調度，如果程序中間加了這種delay延時操作后，很可能某一事件發(fā)生了，但是我們程序還在進行delay延時操作中，當這個事件發(fā)生完了，程序還在delay操作中，當我們delay完事再去檢查的時候，已經晚了，已經檢測不到那個事件了。
為了避免這種情況的發(fā)生，我們要盡量縮短while(1)循環(huán)一次所用的時間，而需要進行長時間延時的操作，必須想其它的辦法來處理。
那么消抖操作所需要的延時該怎么處理呢？
舉個例子：我們啟用一個定時中斷，每2ms進一次中斷，掃描一次按鍵狀態(tài)并且存儲起來，連續(xù)掃描8次后，看看這連續(xù)8次的按鍵狀態(tài)是否是一致的。8次按鍵的時間大概是16ms，這16ms內如果按鍵狀態(tài)一直保持一致，那就可以確定現(xiàn)在按鍵處于穩(wěn)定的階段，而非處于抖動的階段，如圖

8-12。
圖8-12按鍵連續(xù)掃描判斷
假如左邊時間是起始0時刻，每經過2ms左移一次，每移動一次，判斷當前連續(xù)的
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8次按鍵狀態(tài)是不是全1或者全0，如果是全1則判定為彈起，如果是全0則判定為按下，如果0和1交錯，就認為是抖動，不做任何判定。想一下，這樣是不是比簡單的延時更加可靠？
利用這種方法，就可以避免通過延時消抖占用單片機執(zhí)行時間，而是轉化成了一種按鍵狀態(tài)判定而非按鍵過程判定，我們只對當前按鍵的連續(xù)16ms的8次狀態(tài)進行判斷，而不再關心它在這16ms內都做了什么事情，那么下面就按照這種思路用程序實現(xiàn)出來，同樣只以K4為例。
#include<reg52.h>
sbitADDR0=P1^0;
sbitADDR1=P1^1;
sbitADDR2=P1^2;
sbitADDR3=P1^3;
sbitENLED=P1^4;
sbitKEY1=P2^4;
sbitKEY2=P2^5;
sbitKEY3=P2^6;
sbitKEY4=P2^7;
unsignedcharcodeLedChar[]={//數(shù)碼管顯示字符轉換表
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E
};
bitKeySta=1;//當前按鍵狀態(tài)
voidmain(){
bitbackup=1;//按鍵值備份，保存前一次的掃描值
//按鍵計數(shù)，記錄按鍵按下的次數(shù)unsignedcharcnt=0;
EA=1;//使能總中斷
ENLED=0;//選擇數(shù)碼管DS1進行顯示

作者: electrohu 時間: 2017-5-30 22:59
為什么我們不站在巨人的肩膀上來思考問題呢。對這個典型問題要自己去yy呢。

作者: 領銜主演 時間: 2017-6-3 15:45
圖在哪兒呢？

作者: wangminfu 時間: 2017-6-9 04:47
按鍵防抖并不復雜，但是這段程序把問題復雜化了，而且吧各種應用問題混淆了。
按鍵防抖思路：如果檢測到按下，延時約20ms再次檢測，如果還是按下，可確認為按下，否則認為是抖動。
keyloop: if key=0 { xc=0;
                        while(key!=0) xc++;
                     }
         if (xc<MAX)  goto keyloop;
MAX 就是按下多長時間認為是真的按下的最大計數(shù)值，自己根據(jù)經驗和實際情況設定。 xc是計數(shù)器。=1時，按鍵按下并放開了。可繼續(xù)按鍵處理,否則，表示這是一次抖動，可繼續(xù)判斷按鍵按下。

作者: 激流勇進 時間: 2017-6-29 15:58
我感覺利用定時器去計時來做延時不會去比較大的影響查詢模式里別的功能，是一種不錯的去抖方式。

作者: 激流勇進 時間: 2017-6-29 15:59

wangminfu 發(fā)表于 2017-6-9 04:47
按鍵防抖并不復雜，但是這段程序把問題復雜化了，而且吧各種應用問題混淆了。
按鍵防抖思路：如果檢測到 ...

程序里再加上while循環(huán)感覺不太好，會影響別的邏輯繼續(xù)運行。

作者: zmc419 時間: 2017-7-6 23:23
定時器加按鍵標志消抖比較靠譜。

作者: 2395 時間: 2017-7-21 10:52
很有用的！

作者: maknul 時間: 2017-7-29 17:42
定時器加按鍵標志消抖比較靠譜。

作者: w1018848857 時間: 2017-9-1 12:32
挺實用的，就是復雜化了

作者: 1430393261 時間: 2017-9-23 19:21
我也懂，但是怎樣加到程序里面呢？

作者: claire31 時間: 2017-10-10 00:58
中斷定時不停地檢測按鍵消抖感覺比較簡單，就是得調。。

作者: lixiang0827 時間: 2017-10-22 19:17
這個很實用啊，一直想知道怎么實現(xiàn)的，給個贊吧

作者: 憶1709 時間: 2020-12-5 16:25
這個只是按下防抖吧，請問松開的時候如何防抖呢？

作者: 3486635230 時間: 2020-12-7 22:31
這個是金沙灘教程里的例子

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