键盘消抖电路的研究与分析
ec11 消抖电路
ec11消抖电路的原理与应用
ec11消抖电路是一种常用于电子设备中的重要电路，其作用是消除按键在按下或松开时产生的抖动信号，确保设备能够准确地识别用户的操作。
下面将详细介绍ec11消抖电路的原理和应用。
首先，我们来了解ec11消抖电路的原理。
当按键按下或松开时，由于机械开关的特性，会导致开关接点产生不稳定的震动，从而产生抖动信号。
为了解决这个问题，ec11消抖电路采用了滤波器和延时触发器的组合。
滤波器用于对输入信号进行滤波处理，去除抖动信号中的高频成分；延时触发器则用于延时一段时间，确保只有在信号稳定后才输出有效信号。
通过这样的处理，ec11消抖电路可以有效地消除按键抖动信号，提高设备的稳定性和可靠性。
接下来，我们来看一下ec11消抖电路在电子设备中的应用情况。
ec11消抖电路常见于各种电子设备中，例如计算机键盘、智能手机、游戏手柄等。
在这些设备中，按键的准确识别是非常重要的，而ec11消抖电路的应用正可以解决按键抖动问题，确保设备能够正确响应用户的操作。
此外，ec11消抖电路还可以应用于其他需要消除抖动信号的场合，例如工控设备、汽车电子等。
总结起来，ec11消抖电路是一种用于消除按键抖动信号的电路，通过滤波和延时触发器的组合，可以有效地提高设备的稳定性和可靠性。
在各种电子设备中都有广泛应用，为用户提供更好的操作体验。
通过深入了解ec11消抖电路的原理和应用，我们可以更好地理解和应用这一电路，为电子设备的设计和维护提供更多的参考。
按键消抖电路中可能遇到的问题
按键消抖电路的问题及解决方案引言在很多电子设备和系统中，我们经常会遇到按键输入的问题，尤其是当按键被长时间按下或快速频繁按下时，可能会出现按键误触或重复触发的现象。
为了解决这个问题，需要使用按键消抖电路。
按键消抖电路是一种用于解决按键输入中抖动问题的电路，其主要功能是确保每个按键信号只被触发一次。
本文将介绍按键消抖电路可能遇到的问题，并提供相应的解决方案。
问题一：按键抖动按键抖动是指在按键被按下或释放的瞬间，由于机械开关的弹性导致的电气接触不稳定现象。
抖动会导致信号在短时间内多次切换，从而可能引起系统错误触发或功能失效。
解决方案： - 硬件滤波：可以使用外部电容器和电阻器组成的RC电路来进行硬件滤波。
通过适当选择电容和电阻值，可以使抖动信号被滤除，只有稳定的按键信号被传递给后续电路。
- 软件滤波：可以在微控制器或数字逻辑芯片中使用软件滤波算法来处理按键信号。
软件滤波可以通过设置特定的时间窗口，在此期间内检测和记录按键状态变化，并在时间窗口结束时确定按键的最终状态。
这种方式可以有效抑制按键抖动，但需要相应的处理算法支持。
问题二：按键重复触发当按键被长时间按下时，由于机械开关的弹性使得接触点会产生微小的颤动，这可能会导致按键信号以较高频率持续触发，而不是期望的单次触发。
解决方案： - 软件消抖：可以在软件中设置合适的按键触发间隔。
当按键被按下时，记录触发时间，并在下一次检测到按键状态变化时，检查与上次触发时间的间隔是否超过设定的阈值。
如果超过阈值，则认为新的按键触发有效，否则忽略。
这种方式可以防止按键重复触发，但要求相应的处理算法支持。
- 硬件消抖：可以使用SR触发器或者集成了消抖功能的按键开关来进行硬件消抖。
SR触发器可以稳定输入信号，并将其作为触发器的输出，以确保只输出一次触发信号。
问题三：按键失效按键失效是指按键无法产生正确的信号输出。
这可能是由于电路连接不良、开关接触不良或按键磨损等原因导致的。
实用可控的按键抖动消除电路
实用可控的按键抖动消除电路1 问题的提出研制测量仪表及仪器的过程中，经常碰到按键颤动的问题，即虽然只是按下按键一次然后放掉，结果在按键信号稳定前后，竟浮现了一些不该存在的噪声，这样就会引起的误动作。
在无数应用按键的场合，要求具有消抖措施，即对于噪声信号消抖电路输出信号为零(消抖电路屏蔽了噪声信号，表示按键没有动作)，惟独当按键信号K稳定下来甚至经过一定的时光消抖电路才产生输出信号Y。
按键信号K消退，消抖电路输出信号Y随之消逝。
笔者按照某用户的详细要求设计了具有高抗噪声特性的、延时时光精密可控的消颤动电路，其按键信号K、输出信号Y之间的关系1所示。
2 电路组成及工作原理延时时光精密可控的消颤动电路的原理图2所示。
该电路由4块集成芯片和若干、组成。
其中定时器组成多谐用来给计数器提供时钟脉冲；1块CC40161型四位同步二进制计数器用来设定消颤动电路输出信号Y的延迟脉冲个数。
1块CC4043四R／S锁存器(只用了1组，其余3组未用)和1块CC4011四2输入与非门用来实现信号的锁存和控制。
当按键信号K由低电平变为高电平常，电阻尺3和电容C3组成的微分电路使V点产生一个正脉冲，该正脉冲一路经与非门G2反相后加到计数器CC40161的CR端使其清零；另一路加到锁存器CC4043的1R端(此时因为计数器没有进位输出，CO端为低电平，即lS端为低电平)，使锁存器输出端1Q为低电子。
与此同时，按键信号K已加到了与非门G1的输入端使G1门开门，那么，由555定时器组成的时钟3端输出的时钟脉冲通过与非门G1加到计数器的CP端，计数器开头计数。
计到15个脉冲，计数器产生进位信号，其CO端输出高电平，使锁存器的1Q端变为高电平，该信号加到与非门G3的一个输入端(与非门G3的另一个输入端为K，已为高电平)，则与非门G4的输出Y端为高电平；惟独当按键信号K由高电平为低电平常，Y端才随之变为低电平。
另一方面，因为按键信号K变为低电平，封锁了G1门，时钟脉冲不能通过G1门到达计数器的CP端，计数停止。
单片机按键电容消抖电路
单片机按键电容消抖电路1.引言1.1 概述概述部分的内容：在许多电子设备中，按键电路常常被使用来实现用户与设备之间的交互。
然而，由于按键的物理特性，如机械弹性和触点接触的不稳定性，会导致按键的震荡现象，即按键在按下或释放时会产生多次跳变。
这种跳变会导致单片机误读按键的信号，可能引发系统错误操作或不稳定的现象。
因此，为了保证按键信号的可靠性和稳定性，需要对按键进行消抖处理。
本篇文章将详细介绍单片机按键电容消抖电路的设计和实现原理。
通过在按键电路中引入电容元件，可以达到消抖的效果。
电容元件具有快速充放电的特性，可以有效地过滤掉按键震荡带来的干扰信号，确保单片机正确读取按键状态。
文章将首先介绍单片机按键的工作原理，包括按键的接口电路和输入电平变化的检测方式。
接着，将深入探讨按键消抖的必要性，分析不进行消抖处理所带来的潜在问题。
在这之后，将详细介绍按键电容消抖电路的设计原理，包括电容的连接方式和参数的选择。
最后，将给出经过实际测试的电路实现结果和相关性能指标的评估。
通过本文的阅读，读者将能够了解单片机按键的基本原理和消抖处理的必要性，掌握按键电容消抖电路的设计和实现方法，以及了解该电路的性能表现。
这对于开发单片机应用的工程师和爱好者来说，具有一定的指导意义和实践价值。
文章结构部分的内容是对整篇文章的组织和布局进行描述。
它向读者展示了文章的章节和主题，并指导读者理解和阅读文章的内容。
在本文中，文章结构如下:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 单片机按键原理2.2 按键消抖的必要性3. 结论3.1 按键电容消抖电路的设计原理3.2 电路实现与测试结果文章的结构分为引言、正文和结论三个主要部分。
在引言部分，概述简要介绍了单片机按键电容消抖电路的背景和重要性；文章结构部分指出了本文的章节组成和布局，为读者提供了阅读指南；目的阐明了文章的目标和意图。
正文部分主要包括单片机按键原理和按键消抖的必要性。
键盘消抖电路的研究与分析
图 ２ Ｃ消抖电路原理图 Ｒ
键 盘是 计 算 机 和 工 业 控 制 等 领 域 不 可 缺 少的 输 入 设 备 ，通过 它 可以 实现 人 机 对 话 ， 成 各种 功能 操 作 。但是 ， 常 的按 键 完 通 所 用 开 关 为 机械 弹 性 开 关 ， 由于 机 械 触 点 的弹性作用 ，一 个按键开关在 闭合时不会
件指 令 或者 定 时 器 的 方 式来 设 定 延 时 的 时 间 ， 采 用 通 用 处 理 器 ， 由于 运 行 速 度 不 一 致 ， 需 要 将 软 件 做 相 应 的 修 改 ，比 较 麻 烦 。
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作为输 入设 备，键 盘电路是 单片机 应 用中的 常用 电 ，但由于 其机械 动作常使 得按键 信 路
号 产生抖 动 所 以在 单 片机 的应 用开 发 中 ， 键 盘消 抖 电路 起 到 了非 常重要 的作 用。
判 断是 否有 键按下 ；简 单硬件 消抖 则 是 采用 电容 来平掉 信号 的毛刺 。但 是 对稳定性要求比较高的应用则需要采用 相 对 复 杂 的 集 成 电路 来 实 现 。
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１简 单键盘 消抖 方法
１ １软件延时消抖 ． 按键抖动时间的长短由按键的机械 特性决定 ，一般为 ５ ～ｌ ｒｓ ｍｓ Ｏ ，按 键 ｅ 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 ，如 图 】所示 。 利用软件延时消除键盘抖动所产生
键盘消抖电路
对于机械按键，虽然只是按下一次然后放掉， 对于机械按键，虽然只是按下一次然后放掉， 结果在按键信号稳定前后会出现一些不该存 在的噪声，如图所示。 在的噪声，如图所示。如果将这样的信号直 接输入给计数器， 接输入给计数器，结果将可能发生计数超过 一次以上的错误。 一次以上的错误。
设计原理： 设计原理： （1）一般人的按键速度至多是 次/秒，即一次按键 ）一般人的按键速度至多是10次 秒 时间是100ms，所以按下的时间可估算为 时间是 ，所以按下的时间可估算为50ms。假如 。 采样信号（ 采样信号（Sample）周期为 ）周期为8ms，则可采样到 次。 ，则可采样到6次 以下， （2）对于不稳定的噪声在 ）对于不稳定的噪声在4ms以下，则至多可采样到 以下 一次。 一次。 的组态仅有三种。 （3）对于如图电路，RS的组态仅有三种。 ）对于如图电路， 的组态仅有三种
Free_Counter : Block Signal Q : STD_LOGIC_VECTOR(3 Downto 0); Signal tmp : STD_LOGIC; Begin PROCESS (Clk) Begin IF Clk'Event AND Clk='1' then tmp <= Q(2); Q <= Q+1; END IF; END PROCESS; SAMPLE <= Q(2) AND NOT tmp; --about 8 ms END Block; Q2 Q1 Key
Key
Q1 D Q CP Q D Q CP Q
Q2 S R Q Q
OP
Sam
键盘消抖电路
Key Sam Q1 D Q CP Q D CP Q Q Q2 S R Q Q OP
按键消抖——硬件消抖和软件消抖
按键消抖——硬件消抖和软件消抖一、按键电路常用的非编码键盘,每个键都是一个常开开关电路。
计数器输入脉冲最好不要直接接普通的按键开关，因为记数器的记数速度非常快,按键、触点等接触时会有多次接通和断开的现象。
我们感觉不到，可是记数器却都记录了下来。
例如，虽然只按了1下,记数器可能记了3下。
因此，使用按键的记数电路都会增加单稳态电路避免记数错误。
二、按键消抖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,电压信号小型如下图。
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,如下图。
抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～10ms。
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。
按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。
三、硬件消抖在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。
下图所示的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1;当键按下时,输出为0。
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）,中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。
利用电容的放电延时，采用并联电容法，也可以实现硬件消抖：四、软件延时消抖如果按键较多,常用软件方法去抖,即检测出键闭合后执行一个延时程序,产生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。
按键消抖动电路的原理
按键消抖动电路的原理
按键消抖电路的原理是通过添加一个延时电路来消除按键开关接通和断开时产生的抖动信号。
当按键按下时，开关接通，导致电流流过该开关。
但由于机械结构和接触电阻等原因，按键可能会在被按下或断开的瞬间反复接通和断开，产生多个开关状态变化的短暂信号。
这样的信号可能会对数字电路产生误操作或干扰。
为了解决这个问题，可以通过添加一个简单的延时电路来实现按键消抖。
延时电路可以使用稳压二极管和电容器等元件来构建。
当按键被按下时，电容器开始充电，此时可以认为开关已经稳定接通。
当按键被断开时，电容器开始放电，此时可以认为开关已经稳定断开。
通过延时电路，可以过滤掉按键状态变化的短暂信号，只保留稳定的按键状态信号。
简单的按键消抖电路可以是一个RC电路，其中R代表电阻，C代表电容。
如果按键被按下，电容器开始充电，充电时间取决于RC时间常数（τ）。
常见的RC 时间常数可以设置在10ms到50ms之间。
当充电时间超过设定的时间后，电容器被认为已经充电完成，此时可以确定开关已经接通，可以将稳定的开关状态传递到数字电路中。
同样，当按键被释放，电容器开始放电，放电时间也取决于RC时间常数。
当放电时间超过设定的时间后，电容器被认为已经放电完成，此时可以确定开关已经断开，可以将稳定的开关状态传递到数字电路中。
通过添加延时电路，按键消抖电路可以有效地稳定按键的开关状态，减少误操作和干扰对数字电路的影响。
键盘的消抖原理
键盘的消抖原理键盘消抖是指在通过键盘输入时，对于一个按键在被按下到最终确认的过程中，可能会出现多次触发的情况，这样会导致输入数据错误，给使用者带来很大的困扰。
消抖技术旨在解决这一问题，通过特定的电路设计或编程算法，将输入信号进行抑制或过滤，以保证输入数据的准确性。
一、消抖技术的原理1. 机械式按键的消抖机械式按键的消抖主要是通过按键的物理特性来实现的。
当按键被按下时，按键头与底座之间会产生一定的位移或压缩，导致弹簧被压缩或弯曲，使得电路闭合，从而产生按键信号。
为了避免按键震动在电路中产生的反复触发问题，通常会在按键电路中加入一个RC电路或短暂延时电路。
在按键按下后，通过加电、蓄电和放电等过程，使得输入信号稳定下来，从而消除了多余的触发信号。
触摸式按键的消抖主要是通过电容值的变化来识别按键信号的。
当手指接触到触摸板时，会引起电容量的变化，从而识别出按下的位置和时间。
在识别过程中，通常利用滤波器或计数器进行信号的稳定化处理，消除不稳定的噪声输入。
还可以利用防误触算法，对快速按下和抬起的操作进行识别和排除。
矩阵式按键是由多个按键交错排列而成的，通过多个行列连接交叉的方式来实现按键的输入。
在输入时，需要依次扫描每个按键的状态，并将状态从矩阵输出到处理器或控制器中。
为了防止按键的反复触发，通常可以采用“按下即认为有效，抬起则认为无效”的算法，以保证输入数据的准确性。
还可以利用短暂延时电路或状态寄存器等技术来消除抖动干扰，从而有效地提高按键输入的精度和可靠性。
1. 电子游戏电子游戏是一种需要快速响应、高精度的应用场景，玩家需要在短时间内完成复杂的操作，并保证输入的准确性和流畅度。
此时，键盘消抖技术就显得尤为重要，可以有效消除按键的抖动和误触干扰，提高玩家的游戏体验和胜率。
2. 工控设备工控设备是一种需要高可靠性、稳定性和安全性的系统。
在工控设备中，键盘消抖技术可以保证输入的精度和可靠性，减少系统的故障率和维护成本。
按键消抖原理
按键消抖原理
按键消抖是指在按下按键后，由于机械原因或者信号干扰等因素导致按键在短时间内出现多次开关状态变化的现象，这种现象会给电子系统带来干扰和误判。
为了避免这种情况的发生，常常采用按键消抖技术。
按键消抖的原理是在按键输入电路中添加一个延时电路和滤波电路，可以在按键按下后延迟一段时间后再检测按键状态，同时通过滤波电路去除掉抖动信号，从而保证按键的稳定性和可靠性。
延时电路可以采用RC延时电路或者数字延时电路，其作用是在按键按下后，延迟一段时间再检测按键状态，这段时间一般为几毫秒至几十毫秒不等。
这样可以保证按键状态稳定后再进行后续处理，避免了抖动信号的影响。
滤波电路可以采用RC滤波电路或者数字滤波电路，其作用是去除掉按键抖动信号，只保留按键真实的状态信号。
这样可以保证按键状态的准确性和可靠性。
总之，按键消抖技术是保证电子系统稳定和可靠运行的重要技术手段。
- 1 -。
消抖电路原理及实现
实 验 报 告实验日期： 学 号：姓 名：实验名称：消抖电路总 分：一、实验概述运用LPM 原件定制DFF 触发器，并调用LPM 定制的DFF 触发器，用VHDL 语言的元件例化实现消抖电路并了解其工作原理。
二、实验原理 1、触发器原理触发器是一种可存储1位二进制码的逻辑电路，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。
触发器有一对互补输出端，输出状态不仅与当前输入有关，还与前一输出状态有关。
触发器有两个稳定状态，在一定的外界信号作用下会发生状态翻转。
2、消抖电路原理脉冲按键与电平按键通常采用机械式开关结构，其核心部件为弹性金属簧片。
按键信号在开关拨片与触电接触后经多次弹跳才会稳定，而在按键过程中，可能出现了多个脉冲。
因此需要根据实际情况进行按键消抖处理以提取稳定脉冲，在按键过程中提取稳定的电平状态，通过对抖动脉冲多次检测信号按键电平值，并提取一前一后两个信号按键电平值来进行比较，以此来获取开关状态。
输出一个周期的脉冲时，要求前一次检测到的电平信号为低电平，后一次检测到的电平信号为高电平时。
3、结构图：三、实验设计时钟信号 元件记忆当前的按键信号电平 元件记忆上一次按键信号电平 两次按键的电平进行比较 脉冲信号1、LPM元件定制DFF触发器（1）设置lpm_ff元件选择Installed Plug-Ins→Storage→lpm_ff项。
（2）LPM元件定制步骤，设置输入data为1位，clock为时钟信号，类型为D 型。
（3）添加异步清零和异步置1。
（4）aclr异步清零且高电平有效，aset异步置1且高电平有效，二者无效时，q输出由clock上升沿触发更新为data。
（5）调出其vhd文件添加至消抖电路的工程中。
（6）仿真验证并下载。
功能仿真波形分析参数:end time 为2.0ns，grid size为100ns；信号:alcr 异步清零且高电平有效，二进制；aset异步置1且高电平有效，二进制；二者无效，q(二进制)输出由clock(二进制)上升沿触发更新为data(二进制)。
按键消抖电路瞬态设计及分析
按键消抖电路瞬态设计及分析
按键是仪器仪表中普遍采用的人机输入接口电路。
在按键电路中必须考虑对按键的抖动进行软件消抖和硬件消抖。
消抖具有使用硬件数量少的优点，但也具有以下两个缺点：
(1)在仪器键盘电路中，多个按键安装在仪器面板上，键盘的输出通过排线连接到主控板上，此时键盘导线寄生电感和寄生电容的存在，寄生电感寄生电容和排线电阻将组成二阶振荡系统，二阶振荡将形成负电平脉冲，而负电平脉冲很容易超出数字芯片的输入最大允许电平范围，导致数字芯片容易损坏。
(2)按键闭合和断开时，电压信号下降沿非常陡峭，剧烈变化的电压信号将通过互容传递到相邻导线上。
硬件消抖电路的设计主要是要考虑以下三个因素：
(1)消除信号的抖动，确保按键电路输出信号的平整;
(2)消除信号的下冲，因为下冲电平超出了后续数字芯片的最大输入电平范围;
(3)降低信号变化的速度，避免在邻线上引起容性串扰;
(4)不影响按键电路的正常功能。
常见的硬件消抖电路包括电容滤波消抖和触发器消抖。
电容滤波消抖采用电阻和电容组成低通滤波器，具有电路结构简单可靠的优点，因此本文将重点阐述该消抖电路。
1 按键消抖电路结构与电路模型。
按键消抖电路中可能遇到的问题
按键消抖电路中可能遇到的问题按键消抖电路中可能遇到的问题在现代电子设备中，按键消抖电路扮演着至关重要的角色。
它能够有效地解决按键在按下或释放时可能出现的抖动问题，确保信号的稳定性和可靠性。
然而，尽管按键消抖电路的作用十分重要，但在实际设计和应用过程中，仍然可能会遇到一些问题。
下面，我们将对按键消抖电路中可能遇到的问题进行全面评估，并据此撰写一篇有价值的文章。
问题一：误触发在按键消抖电路中，最常见的问题之一就是误触发。
当按键存在抖动时，可能会导致误判按键的状态，从而产生误触发的现象。
这不仅会影响设备的正常使用体验，还可能导致一些意想不到的后果。
如何有效地避免误触发成为了按键消抖电路设计中需要解决的重要问题之一。
解决方案：为了避免误触发，可以采用延时触发器或者加入适当的延时电路。
延时触发器能够在信号稳定之后才改变输出状态，从而有效地抑制了误触发的发生。
合理地设计延时电路，也能够在一定程度上解决误触发问题。
问题二：电流波动在按键消抖电路的设计中，电流波动也是容易遇到的一个问题。
特别是在长时间使用后，由于环境和元器件的影响，电流的稳定性可能会出现波动，导致按键消抖电路的性能下降。
解决方案：针对电流波动问题，可以在设计中加入合适的滤波电路，确保信号的稳定性和纯净度。
通过滤波电路的作用，可以有效地抑制电流波动，保证按键消抖电路的正常工作。
问题三：抗干扰能力在实际应用中，按键消抖电路往往需要具备较强的抗干扰能力。
尤其是在工业控制等严苛的环境中，各种干扰信号可能会对按键消抖电路的性能产生不利影响，甚至造成设备的误操作。
解决方案：为了提高按键消抖电路的抗干扰能力，可以考虑采用差分输入、屏蔽罩等方法。
差分输入能够有效地抵抗共模干扰，提高信号的纯净度；而屏蔽罩则可以在一定程度上隔离外部干扰信号，保证按键消抖电路的稳定性。
按键消抖电路在实际设计和应用中可能会遇到误触发、电流波动和抗干扰能力较弱等问题。
针对这些问题，我们可以采用延时触发器、滤波电路、差分输入以及屏蔽罩等方法进行有效解决，提高按键消抖电路的性能和稳定性。
按键的硬件消抖电路原理
为什么要进行按键消抖按键消抖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，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。
按键的抖动对于人类来说是感觉不到的，但对单片机来说，则是完全可以感应到的，而且还是一个很“漫长”的过程，因为单片机处理的速度在“微秒”级，而按键抖动的时间至少在“毫秒”级。
一次按键动作的电平波形如下图。
存在抖动现象，其前后沿抖动时间一般在5ms~10ms之间。
由于单片机运行速度非常快，经过A时刻的时候会检测到低电平判断按键被按下。
当到了B时刻的时候，单片机同样会检测到高电平，误以为松开按键，然后又到了C时刻检测到低电平，判断到按键被按下。
周而复始，在5-10ms内可能会出现很多次按下的动作，每一次按键的动作判断的次数都不相同。
为确保单片机对按键的一次闭合仅作一次处理，必须处理按键抖动问题。
在按键闭合或者释放稳定时再读取按键的状态。
硬件消抖电路硬件消抖一般有两种实现方式：o RS触发器o电容滤波RS触发器利用RS触发器来吸收按键的抖动。
一旦有键按下，触发器立即翻转，触电的抖动便不会再对输出产生影响，按键释放时也一样。
RS触发电路消抖电路图如下。
电容滤波将电容并联在按键的两端，利用电容的放电的延时特性。
将产生抖动的电平通过电容吸收掉。
从而达到消抖的作用，电容消抖电路图如下图所示。
总结实际上，在没有MCU的情况下，对按键进行消抖通常是通过硬件消抖电路来实现。
而在嵌入式开发中，大多数情况下都是通过程序来实现按键消抖。
简单说就是加合适的延迟，显然这实现成本要比硬件电路方式低得多。
按键消抖的原理
按键消抖的原理引言按键消抖是电子设备中常见的一种技术处理方式，用于解决按键在按下或松开时可能出现的多次触发的问题。
本文将介绍按键消抖的原理、常见的实现方法以及应用场景。
什么是按键消抖？当我们按下或松开一个物理按键时，由于按键弹性或机械性能的原因，按键可能会在短时间内多次切换状态。
这种多次切换状态的现象被称为按键抖动。
按键消抖的目的是通过软件或硬件的方式，保证在按下或松开一个按键时，系统只识别一次按键操作，而不是多次。
按键消抖的原理按键消抖的原理是通过延时和状态稳定来处理按键信号。
通常情况下，按键的信号变化是非常快速的，因此需要通过延时来等待按键信号稳定。
延时的时间设置要根据按键的特性及使用环境而定，一般情况下，10毫秒的延时已经足够。
具体的按键消抖原理如下： 1. 监测按键状态：通过采集按键的电压信号或连接处的电流变化，检测按键的状态。
2. 检测按键抖动：将检测到的按键状态与先前的状态进行比较，判断是否出现按键抖动。
3. 延时处理：当检测到按键状态发生变化时，延时一段时间，等待按键信号稳定。
这段时间的长短要根据按键的特性和使用环境来决定。
4. 状态稳定判断：在延时过后，再次检测按键的状态，如果按键状态仍然保持稳定，则判断为有效的按键操作。
常见的按键消抖实现方法为了实现按键消抖，有多种方法可供选择，下面介绍几种常见的实现方式：软件消抖软件消抖是通过编程的方式来实现按键消抖的。
具体步骤如下： 1. 监测按键状态：在软件中定时采集按键状态。
2. 判断按键状态变化：将采集到的按键状态与先前的状态进行比较，判断是否出现按键抖动。
3. 延时处理：在检测到按键状态变化后，延时一段时间，等待按键信号稳定。
这段时间的长短要根据按键的特性和使用环境来决定。
4. 状态稳定判断：在延时过后，再次检测按键的状态，如果按键状态仍然保持稳定，则判断为有效的按键操作。
硬件消抖硬件消抖是通过电路设计来实现按键消抖的。
按键消抖的原理
按键消抖的原理按键消抖是指在按键被按下或松开时，因按键触点的弹性以及机械结构原因，导致按键信号在短时间内频繁抖动，从而产生多次触发信号的现象。
为了有效避免按键抖动对系统带来的干扰和误操作，需要进行按键消抖处理。
按键消抖的原理主要包括硬件消抖和软件消抖两种方式。
硬件消抖是通过在按键电路中添加外部元件实现的。
常见的硬件消抖方式包括使用电容、电感或者滤波器等元件，通过延迟、滤波或者稳定电平等方式来消除按键抖动信号。
电容消抖的原理是利用电容的充放电特性，将抖动的信号通过电容进行延时处理，从而产生稳定的按键触发信号。
电感消抖则是利用电感的滤波特性，通过电感对抖动信号进行滤波处理，从而获得稳定的按键信号。
而滤波器消抖则是通过在电路中加入滤波器元件，对抖动信号进行滤波处理，使得按键信号变得稳定可靠。
硬件消抖的优点是简单可靠，但缺点在于需要占用额外的电路资源和成本，且对于信号干扰抑制能力有一定的限制。
软件消抖是通过程序算法来实现的，常见的软件消抖方式包括延时消抖、状态机消抖和计数器消抖等。
延时消抖的原理是在按键按下后通过一个设定的延时时间来判断按键的有效触发，若在延时时间内未出现抖动信号，则判定为有效触发信号。
状态机消抖是通过设定按键的状态机来判断有效触发信号，只有在按键状态经过一定的稳定转换后才判断为有效触发。
计数器消抖则是通过设定一个计数器，在计数器计数达到一定次数后才判断为有效触发信号。
软件消抖的优点是不需要额外的硬件资源，可灵活性高，但缺点在于需要占用系统的处理器资源和对于时间精度的要求较高。
在实际应用中，通常会结合硬件消抖和软件消抖来实现按键的稳定触发。
例如在按键电路中加入电容滤波器来消除抖动信号，同时在系统程序中采用延时消抖或状态机消抖算法来进一步确保按键信号的稳定可靠。
这样既能保证按键信号的稳定触发，又能兼顾系统的资源和成本。
综上所述，按键消抖是通过硬件或者软件手段对按键信号进行处理，消除由按键触点的弹性抖动引起的干扰信号，从而获得稳定的按键触发信号。
5_按键防抖动电路设计
一、实验电路图、状态图、流程图、程序代码、仿真代码、仿真波形图（可以只写出核心功能代码，代码要有注释）
设计思路：
在第一个状态时，等待按键按下，一旦有按键按下（按键下降沿到来），便跳转到第二个状态，抖动滤除状态。
在第二个状态，有检测到高电平（上升沿），就会被认为是毛刺，进而返回第一个状态继续等待下降沿。
等毛刺被滤除后（计数满）则进入按下稳定状态。
在按下稳定状态，等待释放（上升沿），同按键按下的状态，再次滤除释放按键的抖动。
等抖动滤除后，恢复到第一个状态。
状态转移图：
程序代码：
译码器模块：
Modelsim测试代码：
Modelsim功能仿真波形图：。
单片机按键去抖原理
单片机按键去抖原理在单片机中，主要有硬件和软件两种方式来实现按键去抖。
硬件去抖的原理是通过电路来实现，常用的电路有RC滤波电路、Schmitt触发器电路和稳压二极管电路。
RC滤波电路是通过在按键信号线路上串联一个电阻和一个电容，来对信号进行滤波。
当按键按下时，电容会从低电平快速充电到高电平，此时电压上升的速度较快。
而当按键释放时，电容会通过电阻缓慢放电，使得电压下降的速度较慢。
通过RC滤波电路，可以将快速变化的按键信号转换为缓慢变化的信号，从而避免了信号抖动。
Schmitt触发器电路是通过将按键信号输入到一个Schmitt触发器中，利用触发器的滞后特性来实现去抖。
Schmitt触发器有两个阈值，即上阈值和下阈值，当输入信号高于上阈值时，输出保持高电平；当输入信号低于下阈值时，输出保持低电平。
只有输入信号在上下阈值之间切换时，输出才会发生变化。
通过使用Schmitt触发器电路，可以使得按键信号在较窄的范围内才触发，从而避免了信号抖动。
稳压二极管电路是通过将按键信号通过一个稳压二极管分流到地上来实现去抖。
稳压二极管具有一定的电流限制特性，可以通过限制按键信号的上升速度，从而达到去抖效果。
当按键按下时，相应的稳压二极管会导通，将信号分流到地上，达到去抖的效果。
除了硬件去抖外，软件去抖也是一种常见的实现方式。
软件去抖的原理是通过在程序中控制按键信号的采样和判断，从而实现去抖。
常用的软件去抖方法有延时法、状态变化法和计数法。
延时法是在按键检测的程序中加入一定的延时，在延时后再次检测按键状态，如果状态保持不变，则判断为有效按键操作。
状态变化法是通过判断按键信号的上升沿和下降沿来确定按键状态的变化，当检测到状态变化时，判断为有效按键操作。
计数法是通过在程序中设置一个计数器来统计按键状态的次数，在一定的计数范围内连续采样到相同的按键状态时，判断为有效按键操作。
软件去抖相比硬件去抖的优点在于不需要额外的硬件电路，通过编写程序即可实现去抖功能。
按键消抖电路瞬态设计及分析
按键消抖电路瞬态设计及分析
按键是仪器仪表中普遍采纳的人机输入接口。
在按键电路中必需考虑对按键的颤动举行软件消抖和硬件消抖。
消抖具有用法硬件数量少的优点，但也具有以下两个缺点：
(1)在仪器键盘电路中，多个按键安装在仪器面板上，键盘的输出通过
排线衔接到主控板上，此时键盘导线寄生和寄生的存在，寄生电感寄生电容和排线将组成二阶振荡系统，二阶振荡将形成负电平脉冲，而负电平脉冲很简单超出数字芯片的输入最大允许电平范围，导致数字芯片简单损坏。
(2)按键闭合和断开时，信号下降沿十分陡峭，强烈变幻的电压信号将
通过互容传递到相邻导线上。
硬件消抖电路的设计主要是要考虑以下三个因素：
(1)消退信号的颤动，确保按键电路输出信号的平整;
(2)消退信号的下冲，由于下冲电平超出了后续数字芯片的最大输入电平范围;
(3)降低信号变幻的速度，避开在邻线上引起容性串扰;
(4)不影响按键电路的正常功能。
频繁的硬件消抖电路包括电容滤波消抖和触发器消抖。
电容滤波消抖采纳电阻和电容组成低通，具有电路结构容易牢靠的优点，因此本文将重点阐述该消抖电路。
1 按键消抖电路结构与电路模型
图1为某仪器按键电路原理图，按键安装在仪器面板上，通过导线衔接到主控板上，按键的一端接上拉电阻并衔接后续电路，按键的另一端接地，当按键没有按下时，按键输出高电平，当按键按下时，按键输出低电平。
图2为加上滤波电容后的按键电路。
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消抖电路实验报告
消抖电路实验报告一、 实验目的脉冲按键与点评按键通常采用机械式开关结构，其核心部件为弹性金属黄片。
因为按键信号在开关拨片与触点接触后经多弹跳才会稳定，所以设计者需要根据实际情况进行按键消抖处理以及提取稳定脉冲。
二、 实验原理利用D 触发器仅在时钟信号上升沿有效特性实现消抖电路当输入脉冲由低电平到高电平转换过程发生多次抖动时，电路仅输出一个时钟周期宽单脉冲。
三、 实验设计方案可根据以上消抖电路的结构框图利用连接电路图或是编写VHDL 语言代码实现消抖电路。
四、 实验内容1. LPM 定制D 触发器（1） 选择Installed Plug-Ins →Storage →lpmdff;（2） data 选用1位，类型为D 型;（3） 添加异步清零和一步置1;2. 连接电路图实现3. VHDL 实现分析：端口映射中h1：将d_in与clk经过D触发器后输出的值赋给p1；h2：将s1与clk经过D触发器后输出的值赋给p2；h3：将s2经过非门后输出的值赋给p3；h4：将s1与s3经过与门的输出即为clk_out。
4.波形仿真参数设置：End time：2.0us Grid size：100nsclk,d_in：Random Value结论：d_in输入脉冲由低到高电平转换过程中发生多次抖动时，电路仅输出一个时钟周期宽单脉冲，符合预想的结果，故实验验证成功。
5.下载验证锁定管脚：clk：PIN_43 d_in:PIN_82clk_out:PIN_118每次82号灯亮时，连续按43号按钮，118号灯闪烁一次，符合预期结果，正确。
五、实验日志1.在利用LPM定制后的D触发器元件时，我将vhd文件直接拷到xiaodou文件中，但创建bsf文件失败，然后我想到以前调用自己创建的元件时发现直接拷bsf文件到工程文件夹下使用是不行的，后来我又把bdf文件一起拷进去就行了，我就去看看是不是又是有什么没拷进来，发现创建D触发器时会产生一个bsf文件，我直接拷过来放到xiaodou工程文件夹下居然就成功了，多多联想，不管是不是想对了，总是有好处的。
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判断是否有键按下；简单硬件消抖则
是采用电容来平掉信号的毛刺。
但是对稳定性要求比较高的应用则需要采用相对复杂的集成电路来实现。
１ 简单键盘消抖方法
１．１ 软件延时消抖
按键抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为５ｍｓ～１０ｍｓ，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，如图１所示。
利用软件延时消除键盘抖动所产生的毛刺信号时需设置一个定时器中断，每中断一次则读取键盘接口的信号数据，如果与上次读取的数据不一致，说明当前读取的是前沿抖动数据，将当前的数据保留，等待下次定时器中断。
如果当前读取的数据和前次读取数据相同则说明读取的是稳定状态下的数据，则确认为真正有键按下。
当检测到按键释放后，需要延时５ｍｓ～１０ｍｓ的时间，待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
软件延时并不需要增加新的硬件，但采用这种方式来设计，一般通过软件指令或者定时器的方式来设定延时的时间，采用通用处理器，由于运行速度不一致，需要将软件做相应的修改，比较麻烦。
１．２ 简单硬件消抖
采用简单的硬件延时消抖是在键盘数据线接入单片机的引脚的地方并入一小电容，利用电容的充放电原理来实现消除因键盘的抖动所产生的毛刺。
如图２所示，键盘按键信号ｋｅｙ通过由Ｒ２，Ｃ１构成的ＲＣ振荡电路，过滤到毛刺，到达ＭＣＵ的引脚上。
基金项目：武汉科技大学校基金资助项目（２００６ＸＹ２６）
键盘消抖电路的研究与分析
邢远秀１ 陈姚节２
１、武汉科技大学理学院 ４３００８１２、武汉科技大学计算机学院 ４３００８１
键盘是计算机和工业控制等领域不可缺少的输入设备，通过它可以实现人机对话，完成各种功能操作。
但是，通常的按键所用开关为机械弹性开关，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，键抖动会引起一次按键被误读多次，为了确保对按键的一次闭合仅作一次处理，必须去除按键抖动。
常见的消抖方法采用软件或硬件来实现：软件消抖主要是采用延时多次读取键盘接口数据，通过比较前后两次读取键盘端口的数据来
ＲＣ振荡电路实现键盘消抖的成本相对较低，工作不是很稳定，可能出现差错（即产生抖动信号），这只适合对消除抖动要求不高的场合。
２ 集成电路消抖
集成电路实现键盘消抖主要是采用双组可再触发单稳态多谐振荡器－７４ＨＣ１２３，它可把按键所产生的小脉冲信号转换成大方波信号并送到处理器引脚进行计数。
２．１ ７４ＨＣ１２３工作原理
７４ＨＣ１２３包括两个独立的单稳态触发
表１ ７４ＨＣ１２３功能表
图３ ７４ＨＣ１２３管脚与内部结构
图２ ＲＣ消抖电路原理图
图１ 按键波形图
器，各管脚以字头１、２相区别。
单稳输出脉冲的宽度主要由外接的定时电阻（ＲＴ）和定时电容（ＣＴ）决定。
单稳态触发器的翻转时刻决定于Ａ、Ｂ、ＣＬＲ三个输入进行与运算的结果，图３给出了７４ＨＣ１２３的管脚与内部逻辑结构。
其中７４ＨＣ１２３功能表如表１所示。
单稳态触发器７４ＨＣ１２３具有可重触发功能，并带有复位输入端ＣＬＲ。
所谓可重触发，是指该电路在输出定时时间ＴＷ内， 可被输入脉冲重新触发。
７４ ＨＣ１２３的主要性能如下：
（１）电路在输入信号Ａ、Ｂ、ＣＬＲ
的所有静态组合下均处于稳态Ｑ＝０，Ｑ＝１。
（２）有两种边沿触发方式。
输入Ａ
是下降沿触发，输入Ｂ是上升沿触发。
从
功能表可见，当Ａ或Ｂ中的任一端输入相
应的触发脉冲，则在Ｑ端可以输出一个正
向定时脉冲，Ｑ 端输出一个负向脉冲。
例如当Ａ为低，Ｂ端有上升沿触发时，其
输出波形如图４（ａ）所示。
（３）电路工作中存在死区时间。
在定时时间ＴＷ结束之后，定时电容ＣＴ有一段充电恢复时间，如果在此恢复
时间内又输入触发脉冲，则输出脉冲
宽度就会小于规定的定时时间ＴＷ。
因
此ＣＴ的恢复时间就是死区时间，记作
ＴＤ。
若要得到精确的定时，则两个触
发脉冲之间的最小间隔应大于ＴＷ＋ＴＤ，
如图４（ｃ）所示。
死区时间ＴＤ的存在，限制了这种单稳的应用场合。
２．２ 电路具体设计实现
７４ＨＣ１２３消抖的实现如图５所示，其中１Ａ端口和２Ｂ端口接键盘按键开关，经过整形后的脉冲通过１３端口传输到ＣＰＵ的ＩＮＴＯ端口进行相应的中断处理。
不管触发信号持续多长时间，外围电阻电容决定单稳时间。
因为触发是由边沿（上升或下降沿）触发。
前次触发后的单稳没有恢复到触发前状态而又有触发信号时，可再触发单稳，将在触发边缘开始继续维持阻容给定的单稳时间，而单稳是不理会在翻转后的触发信号的。
其中，外接定时电阻ＲＴ（即Ｒｅｘｔ）取值范围为３００ｋΩ～５００ｋΩ，对外接定时电容ＣＴ（即Ｃｅｘｔ）通常没有限制。
可得出输出脉宽公式如下：图５中消抖动电路的工作过程参见图６。
从ｔ０到ｔ１，没有按键操作，电路处于稳定状态，ＩＮＴ０输出高电平。
ｔ１时刻开关按下时，在１Ａ上的负跳变使单稳１翻转，进入暂稳状态（暂稳时间为ＲＴ１＝４７０ｋΩ＊０．１ｕＦ），ＩＮＴ０输出为低。
由于在开关抖动期间（通常为１０－２０毫秒）会产生若干个跳变信号，开关抖动产生的正跳变信号同样会使单稳２翻转，进入暂稳状态（暂
稳时间为ＲＴ２＝３００ｋΩ＊０．１ｕＦ），其
输出会在１Ｂ上低电平信号。
ｔ１到ｔ２为开关按下时的抖动时间。
在电路设计时，两个单稳的ＲＴ电路参数选
择，应使ＲＴ１＞ＲＴ２＞最大抖动时间。
这样，在开关的抖动时间内，单稳１的输出ＩＮＴ０保持为低。
到ｔ３时刻，单稳２的暂稳过程结束，翻转到初始状态。
ｔ４时刻，单稳１的暂稳过程结束，ＩＮＴ０恢复为高。
ｔ４到ｔ５为开关按下的保持时间。
ｔ５时刻开关释放瞬间产生的正跳变（在单稳２的２Ｂ输入端）使单稳２翻转，
再次进入暂稳状态，其输出会使单稳１的１Ｂ为低电平，禁止了１Ａ上开关抖动信号使单稳１发生翻转的可能。
ｔ６时刻开关释放产生的抖动结束。
ｔ７单稳２的暂稳过程结束。
可见，在一次按键操作过程中，开关按下和释放过程的抖动都消除了，ＩＮＴ０上
只产生了一个脉冲。
３ 结语无论在工业生产还是日常生活中，键盘都获得了广泛的使用，因此，只要有键盘存在的地方，消抖处理就是必不可少的。
在按键的即时响应（指微观上）要
求不高的情况下，常用软件方法去抖，但是在工业控制等领域，对按键即时响应有严格要求，就需要采用复杂、稳定、可靠的集成电路消抖方式来实现。
图６ 消抖电路工作时序
图５ ７４ＨＣ１２３消抖电路的实现
图４ ７４ＬＳ１２３的工作波形。