标题: Arduino教程-消除按键抖动！ [打印本页]
作者: 51黑电子论坛    时间: 2015-12-19 21:23
标题: Arduino教程-消除按键抖动！
Hi，大家好！又跟大家见面啦！在上一次讲解按键开关临近结束的时候，我们提到在正常的使用过程中，美中有不足，按键开关还有一个小问题需要解决。那是什么问题呢？
每当你按下或抬起按键开关的一瞬间，由于读取信号的操作是持续进行的，又由于按键自身的物理元器件的问题，每次触碰的一瞬间，可能会发生多次短暂的物理接触，以至于最终产生的信号发生了抖动。为了消除这种抖动，让按键变得更加好用，这次我们一起来试试看如何解决这个问题！这一次的学习过程中，我们用到了之前在《另一种时间延迟》中学过的知识点。如果你对此还有印象，那将会对这一次的学习有很大的帮助呢！
好！介绍的差不多了。还是老环节，先准备一下我们需要的材料。
硬件方面
图片来源：Arduino电路配件
具体包括如下：
咦？是不是看起来很像上一次在《按键开关》那一节中所使用的硬件啊！哼哼！其实不单是硬件用的一样，连电路的连接也是一摸一样呢！同样的，这次我们对按键测试所使用的LED神灯，用的还是Arduino UNO电路板上自带的那一盏！
软件方面不多说，依然是Arduino官方提供的IDE。
连接电路
图片来源：Arduino连接开关按键电路示意图
既然和上一次的电路连接一样，就不多啰嗦了，我们直接进入最后一步！
添加几行代码首先，还是新建一个项目窗口。

图片来源：Arduino官方IDE
然后向其中添加如下代码：


  1. // 定义按键输入针脚号常量，
  2. // 并初始化为2号针脚。
  3. const int buttonPin = 2;
  4. // 定义LED输入针脚号常量，
  5. // 并初始化为13号针脚。
  6. // 注：此处我们使用的LED神灯是Arduino UNO电路板自带，
  7. // 此神灯对应的针脚号默认为13，此数值不得随意更改，
  8. // 所以这里定义的数值13是为了和默认值相对应。
  9. const int ledPin = 13;
  10. // 定义记录LED神灯当前状态的变量，
  11. // 并初始化状态为HIGH。
  12. int ledState = HIGH;
  13. // 定义记录按键当前状态的变量
  14. int buttonState;
  15. // 定义记录按键最近一次状态变化的变量，
  16. // 并初始化状态为LOW。
  17. int lastButtonState = LOW;
  18. // 定义记录最近一次抖动的时间变量，
  19. // 并初始化时间为0毫秒。
  20. long lastDebounceTime = 0;
  21. // 定义延迟抖动的时间变量，
  22. // 并初始化为50毫秒。
  23. long debounceDelay = 50;

  25. // 对Arduino电路板或相关状态进行初始化方法
  26. void setup() {
  27.   // 设置按键的针脚为输入状态
  28.   pinMode(buttonPin, INPUT);
  29.   // 设置电路板上LED神灯的针脚状态为输出状态
  30.   pinMode(ledPin, OUTPUT);
  31.   // 设置电路板上LED神灯的初始状态，
  32.   // 此处因为变量ledState的初始状态为HIGH，
  33.   // 所以LED神灯的初始状态为亮。
  34.   digitalWrite(ledPin, ledState);
  35. }

  37. // 系统调用，无限循环方法
  38. void loop() {
  39.   // 读取按键的状态
  40.   int reading = digitalRead(buttonPin);
  41.   // 判断当前的按键状态是否和之前有所变化
  42.   if (reading != lastButtonState) {
  43.     // 如果按键发生了变化，
  44.     // 则重新设置最近一次抖动的时间。
  45.     lastDebounceTime = millis();
  46.   }
  47.   // 判断按键按下或抬起的状态时间间隔是否大于延迟抖动的时间长度。
  48.   // 方法millis()可以获取当前时间，单位统一为毫秒。
  49.   if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
  50.     // 判断当前的按键状态是否和之前有所变化
  51.     if (reading != buttonState) {
  52.       // 如果发生了变化，
  53.       // 则更新按键状态变量。
  54.       buttonState = reading;
  55.       // 判断按键的状态是否为按下，
  56.       // 只有在按键按下的时候，
  57.       // 才改变LED神灯的状态。
  58.       if (buttonState == HIGH) {
  59.         // 如果LED神灯当前为亮度，
  60.         // 则变为灭。如果为灭，
  61.         // 则变为亮。
  62.         ledState = !ledState;
  63.       }
  64.     }
  65.   }
  66.   // 最终改变电路板上LED神灯的状态
  67.   digitalWrite(ledPin, ledState);
  68.   // 更新按键最近一次状态变化的变量
  69.   lastButtonState = reading;
  70. }
复制代码



好！总共的代码就是酱紫！看起来有些长呢！其实也只是看起来而已啦！老实说这里并没有出现任何新的面孔，唯一看起来有点绕的，就是对时间延迟的控制。如果觉得有些吃力，可以回顾一下《另一种时间延迟》小节所学的内容。之所以能够最终解决抖动问题，其实就是通过加入时间延迟来解决的。通过延长按键状态改变的时间长度，来最终消除信号的抖动。

图片来源：Arduino官方IDE的文件编辑菜单选项
点击上图中标有向右指向的箭头图标，将代码一键烧入Arduino UNO电路板。现在试试看，每次单击按键，电路板上的LED神灯会不会有所变化？如果一切正常，现在每单击一下按键，LED神灯的状态就会变化一次。在《按键开关》那一节，是每次按下按键，点亮LED神灯。抬起按键，LED神灯熄灭。而现在是每单击一次按键，LED神灯变化一次。可以体会一下它们之间的不同。
总结通过这次学习，我们解决了按键的信号抖动的问题。解决的核心方法呢，是通过引入时间延迟，来消除信号抖动。技术来说并没有碰到新内容，难点就在于对时间延迟的理解。
下期预告通过前两次学习，我们发现每次连接按键总要外加一个10k的电阻。在电路合理连接的情况下，能不能不引入电阻，直接就能使用按键呢！好！下一次，我们将一起学习一种如何不用外接电阻，也能正常使用按键的方法！


ohcoder的系列精彩Arduino教程:
Arduino教程-初识Arduino(包含本教程目录):http://www.51hei.com/bbs/dpj-41334-1.html
Arduino教程-开篇:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41335-1.html
Arduino教程-点亮LED神灯:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41336-1.html
Arduino教程-让LED神灯闪烁:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41337-1.html
Arduino教程-让LED神灯亮度渐变:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41338-1.html
Arduino教程-获取输入数字信号:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41339-1.html
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Arduino教程-用按键开关计数:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41330-1.html

………后续持续更新中请打开:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41334-1.html
作者: ZFDPJ    时间: 2017-11-26 02:48
大神请问一下 51步 if (reading != buttonState)中 reading不就是读取的buttonstate中的状态吗？为什么还可以比较啊？ 求解释
作者: w53532628    时间: 2019-5-16 09:22
我觉得写得挺好滴，顶一个
作者: w53532628    时间: 2019-5-16 09:34
如果按钮按得够久，先0-1再1-0，都是稳定的，那灯的状态就会变两次吗？
作者: vbn6264    时间: 2020-3-5 17:09
很好的按键的函数 谢谢分享
作者: 定不负全卿    时间: 2020-3-5 21:30
ZFDPJ 发表于 2017-11-26 02:48
**** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 ****

buttonState是int类型只有两种值0和1   如果为0不执行   如果为1  执行    关键在那个！=  这个符号
作者: 科比之心    时间: 2020-3-23 11:29
ZFDPJ 发表于 2017-11-26 02:48
**** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 ****

我分析这个地方应该是写错了，BUTTONSTATE在程序中没有用到，这个地方应该改成lastButtonState就可以了，reading确实是当前获取到的按键状态值
作者: 完完全全    时间: 2020-4-15 10:40
科比之心 发表于 2020-3-23 11:29
我分析这个地方应该是写错了，BUTTONSTATE在程序中没有用到，这个地方应该改成lastButtonState就可以了， ...

把这句"int reading = digitalRead(buttonPin);"改为#define reading   digitalRead(buttonPin);
就好理解了
作者: 精彩一刻    时间: 2020-9-25 14:28
我是菜鸟，请问下：
// 定义按键输入针脚号常量，
// 并初始化为2号针脚。
const int buttonPin = 2;
这个可不可以用宏定义，因为引脚号基本只是指定，而不会在程序运行去改变的，是不是可以不用int变量，而用：#define buttonPin  = 2
宏定义是不占内存空间的吧，而一个int整型是要消耗内存的，不知我想的对不对？
作者: ziba108    时间: 2023-7-29 18:32
很好的按键的函数 谢谢分享



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