在单片机电路中,按键是常见的输入信号来源,然而由于按键的机械性质,会产生按下松开时的电信号抖动现象,这会给单片机的输入信号带来麻烦。因此,为了避免这种抖动现象产生的干扰,需要对按键进行消抖处理。
按键消抖的实现方法有多种,其中常见的方法是软件延时消抖和硬件 RC 滤波消抖。软件延时消抖是通过软件中设置延时等待信号稳定的方式来处理按键抖动,而硬件 RC 滤波消抖则是利用 RC 电路的特性,对按键输入信号进行滤波处理。实际上,这两种方式也可以组合使用,以达到更好的消抖效果。
软件延时消抖的实现原理比较简单,通俗来说,就是在检测到按键按下时,通过软件的方法,等待一段时间,使得按键产生的抖动信号消失,再最后确定用户的按键操作。常见的软件消抖技术包括简单延时消抖、双次检测消抖以及状态机消抖等技术。
简单延时消抖是在检测到按键按下时,使用延时程序暂停一段时间,等待按键信号稳定后再进行读取,但此方法缺点是由于抖动时间不确定,可能会导致误判。
双次检测消抖是先进行一次检测,通过延时的方式等待一段时间后再进行第二次检测,确保读取到的信号是稳定的信号,可以有效避免误判。
状态机消抖是使用状态机的思想,在系统启动后,从初始化状态开始,逐渐转移,最后确定按键的状态,可以更好的处理不同类型的按键抖动。
硬件 RC 滤波消抖是利用 RC 电路的电压特性来消除按键抖动现象,RC 滤波电路的输入端接入按键开关,输出端通过一端连接电阻、一端连接电容,与地相连。当按键开关接通时,在 RC 滤波电路的输出端会产生一个指数下降的电压信号,而当开关断开时,则会在输出端产生指数上升的信号。因此,通过 RC 滤波电路的设计,就可以将原本的抖动电压转换成一个下降或上升的电压脉冲,这样就可以消除按键抖动信号的干扰了。