关于按键抖动

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。

1. 抖动的时间

  • 抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms~10ms。


    按键抖动的时间.jpg
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。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。

2. 消除抖动的方法

  • 硬件消抖

在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。


RS触发器.jpg

上图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。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0;当键按下时,输出为1。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),只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。

  • 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。
一般来说,软件消抖的方法是不断检测按键值,直到按键值稳定。实现方法:假设未按键时输入1,按键后输入为0,抖动时不定。可以做以下检测:检测到按键输入为0之后,延时5ms~10ms,再次检测,如果按键还为0,那么就认为有按键输入。延时的5ms~10ms恰好避开了抖动期。

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