按键消抖

只看该作者 · 2024-11-18 23:04

实际波形在按下和释放的霎时都有抖动的现象，抖动时长的长短和按键的机械特性有关，一般为5~10ms。通常我们手动按键然后释放，这个动作中稳定闭合的时长超过了20ms。因此单片机在检测键盘是否按下时都要加上去抖动操作，有专用的去抖动电路，也有专门的去抖动芯片，但通常我们采用软件延时的方法就能够攻克抖动问题。
1、单片机中按键消抖程序
1.1单片机中，假如STM32中，一般的方法（最简略的方法）
软件消抖程序：

if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_14)==1)?{?delay_ms(20);//延时20ms再去检测按键值if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_14)==0) //相当于下降沿

{
KEY1 = 1; //表示KEY1被按下
}
}
1.2比较全面的按键消抖程序及按键状态检测程序
第一步：初始化全局时长戳的定时器，一般采用SysTick定时器来产生，每ms一次tick即可。
第二步：初始化按键对应的IO，复用为边沿触发的外部中断。
第三步：在外部中断函数中添加按键事件处理函数。
代码局部：
typedef struct _Key_t
{
u32 last_time;
enum
{
May_Press,
Release,
}private_state;
enum
{
No_Press,
Short_Press,
Long_Press,
}state;
}Key_t;
#define Is_ShortPress_Threshold 1500
简单定义一个按键状态的结构体，用于管理每个按键的状态。顺便再定义一个长短按的识别阈值，用于区分按键的长短按。
if(key_state.private_state==Release)
{
if(KEY==0)
{
key_state.private_state=May_Press;
key_state.last_time=course_ms();
}
}
else if(key_state.private_state==May_Press)
{
if(KEY==1)
{
if((course_ms()-key_state.last_time>10)&&(course_ms()-key_state.last_time
{
key_state.state=Short_Press;
key_state.private_state=Release;
}
else if(course_ms()-key_state.last_time>Is_ShortPress_Threshold)
{
key_state.state=Long_Press;
key_state.private_state=Release;
}
else
key_state.private_state=Release;
}
}
以上为需要添加到中断处理函数的按键事件处理函数，算法的核心是一个状态机。在本例中，按键被默认上拉，按下接地。course_ms()为获取全局时间戳的函数。
思路解释如下：按键状态结构体有一个用于识别的状态位，默认处于Release，也就是释放的状态。一旦按键被按下，中断触发，此时检查是否是Relase状态，如果是就检查按键是否被拉低，如果是，此时进入May_Press状态，也就是可能是按下的，并且记录此时的时间戳，这一步是消抖的关键。当按键被释放，由于是边沿触发，会再次进行处理，此时检查和上一次触发之间的时间戳之差，如果小于10ms我们就认为是抖动，此时不会对按键输出状态进行修改，而是直接将按键状态置回Relase状态，反之检查差值和长短按阈值之间的关系，将state置位为对应的状态。消抖的核心在于记录时间戳，而这只是一个简单的赋值操作，并不耗费时间。
效率上来说，延时消抖花费时间在无意义延时上，而相对较好的定时轮询还是不可避免的在轮询，而现在这种方式完全是中断性质的。唯一多出的开销（全局时间戳）并不是只可以用于按键消抖，另外在HAL库中存在直接获取tick的函数，这样实现就更方便了。经实际测试，消抖效果可以达到其他两种消抖算法的水平。