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单片机按键消抖方式详解

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贺兰小胖 发表于 2017-5-29 23:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

通常按键所用的开关都是机械弹性开关,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就稳定的接通,在断开时也不会一下子彻底断开,而是在闭合和断开的瞬间伴随了一连串的抖动,如图8-10


所示。
图8-10按键抖动状态图
按键稳定闭合时间长短是由操作人员决定的,通常都会在100ms以上,刻意快速按的话能达到40-50ms左右,很难再低了。抖动时间是由按键的机械特性决定的,一般都会在10ms以内,为了确保程序对按键的一次闭合或者一次断开只响应一次,必须进行按键的消抖处理。当检测到按键状态变化时,不是立即去响应动作,而是先等待闭合或断开稳定后再进行处理。按键消抖可分为硬件消抖和软件消抖。
硬件消抖:
利用电容的充放电特性来对抖动过程中产生的电压毛刺进行平滑处理,从而实现消抖。但实际应用中,这种方式的效果往往不是很好,而且还增加了成本和电路复杂度,所以实际中使用的并不多。如图8-11所示:
1/7页


图8-11硬件电容消抖
软件实现消抖:
最简单的消抖原理,就是当检测到按键状态变化后,先等待一个10ms左右的延时时间,让抖动消失后再进行一次按键状态检测,如果与刚才检测到的状态相同,就可以确认按键已经稳定的动作了。
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[]={//数码管显示字符转换表
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
2/7页
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E
};
voiddelay();
voidmain(){
bitkeybuf=1;//按键值暂存,临时保存按键的扫描值
bitbackup=1;//按键值备份,保存前一次的扫描值
unsignedcharcnt=0;//按键计数,记录按键按下的次数
ENLED=0;//选择数码管DS1进行显示
ADDR3=1;
ADDR2=0;
ADDR1=0;
ADDR0=0;
P2=0xF7;//P2.3置0,即KeyOut1输出低电平
//显示按键次数初值P0=LedChar[cnt];
while(1){
keybuf=KEY4;//把当前扫描值暂存
//当前值与前次值不相等说明此时按键有动作if(keybuf!=backup){
delay();//延时大约10ms
//判断扫描值有没有发生改变,即按键抖动
//如果前次值为0,则说明当前是弹起动作if(keybuf==KEY4){if(backup==0){
cnt++;//按键次数+1
//只用1个数码管显示,所以加到10就清零重新开始
if(cnt>=10){
cnt=0;
}
P0=LedChar[cnt];//计数值显示到数码管上
}
backup=keybuf;//更新备份为当前值,以备进行下次比较
}
}
}
3/7页
}
/*软件延时函数,延时约10ms*/
voiddelay(){
unsignedinti=1000;
while(i--);
}
这个程序用了一个简单的算法实现了按键的消抖。作为这种很简单的演示程序,我们可以这样来写,但是实际做项目开发的时候,程序量往往很大,各种状态值也很多,while(1)这个主循环要不停的扫描各种状态值是否有发生变化,及时的进行任务调度,如果程序中间加了这种delay延时操作后,很可能某一事件发生了,但是我们程序还在进行delay延时操作中,当这个事件发生完了,程序还在delay操作中,当我们delay完事再去检查的时候,已经晚了,已经检测不到那个事件了。
为了避免这种情况的发生,我们要尽量缩短while(1)循环一次所用的时间,而需要进行长时间延时的操作,必须想其它的办法来处理。
那么消抖操作所需要的延时该怎么处理呢?
举个例子:我们启用一个定时中断,每2ms进一次中断,扫描一次按键状态并且存储起来,连续扫描8次后,看看这连续8次的按键状态是否是一致的。8次按键的时间大概是16ms,这16ms内如果按键状态一直保持一致,那就可以确定现在按键处于稳定的阶段,而非处于抖动的阶段,如图


8-12。
图8-12按键连续扫描判断
假如左边时间是起始0时刻,每经过2ms左移一次,每移动一次,判断当前连续的
4/7页
8次按键状态是不是全1或者全0,如果是全1则判定为弹起,如果是全0则判定为按下,如果0和1交错,就认为是抖动,不做任何判定。想一下,这样是不是比简单的延时更加可靠?
利用这种方法,就可以避免通过延时消抖占用单片机执行时间,而是转化成了一种按键状态判定而非按键过程判定,我们只对当前按键的连续16ms的8次状态进行判断,而不再关心它在这16ms内都做了什么事情,那么下面就按照这种思路用程序实现出来,同样只以K4为例。
#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[]={//数码管显示字符转换表
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E
};
bitKeySta=1;//当前按键状态
voidmain(){
bitbackup=1;//按键值备份,保存前一次的扫描值
//按键计数,记录按键按下的次数unsignedcharcnt=0;
EA=1;//使能总中断
ENLED=0;//选择数码管DS1进行显示

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electrohu 发表于 2017-5-30 22:59 | 显示全部楼层
为什么我们不站在巨人的肩膀上来思考问题呢。对这个典型问题要自己去yy呢。
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领衔主演 发表于 2017-6-3 15:45 | 显示全部楼层
图在哪儿呢?
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wangminfu 发表于 2017-6-9 04:47 | 显示全部楼层
按键防抖并不复杂,但是这段程序把问题复杂化了,而且吧各种应用问题混淆了。
按键防抖思路: 如果检测到按下,延时约20ms再次检测,如果还是按下,可确认为按下,否则认为是抖动。
keyloop: if key=0 { xc=0;
                           while(key!=0)    xc++;
                         }
            if (xc<MAX)  goto keyloop;
MAX 就是按下多长时间认为是真的按下的最大计数值,自己根据经验和实际情况设定。 xc是计数器。=1时,按键按下并放开了。可继续按键处理,否则, 表示这是一次抖动,可继续判断按键按下。
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激流勇进 发表于 2017-6-29 15:58 | 显示全部楼层
我感觉利用定时器去计时来做延时不会去比较大的影响查询模式里别的功能,是一种不错的去抖方式。
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激流勇进 发表于 2017-6-29 15:59 | 显示全部楼层
wangminfu 发表于 2017-6-9 04:47
按键防抖并不复杂,但是这段程序把问题复杂化了,而且吧各种应用问题混淆了。
按键防抖思路: 如果检测到 ...

程序里再加上while循环感觉不太好,会影响别的逻辑继续运行。
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zmc419 发表于 2017-7-6 23:23 | 显示全部楼层
定时器加按键标志消抖比较靠谱。
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2395 发表于 2017-7-21 10:52 | 显示全部楼层
很有用的!
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maknul 发表于 2017-7-29 17:42 | 显示全部楼层
定时器加按键标志消抖比较靠谱。
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w1018848857 发表于 2017-9-1 12:32 | 显示全部楼层
挺实用的,就是复杂化了
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1430393261 发表于 2017-9-23 19:21 来自手机 | 显示全部楼层
我也懂,但是怎样加到程序里面呢?
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claire31 发表于 2017-10-10 00:58 | 显示全部楼层
中断定时不停地检测按键消抖感觉比较简单,就是得调。。
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lixiang0827 发表于 2017-10-22 19:17 | 显示全部楼层
这个很实用啊,一直想知道怎么实现的,给个赞吧
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