关于消除按键机械抖动的研究
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参考文献 【１】国家环境保护总局环境工程评估中心．环境影响评价技术方法．
（２００ｓ年）【Ｍ】．北京：中国环境科学出版社，２００５．
可以接受的范围内，其设备的价格相对较为便宜。清洁生产分 析的结论虽说该项目处于较清洁水平，但对环评最终结论不产 生很大影响。如果只考虑其清洁生产水平这一方面，而将该项 目否定掉，这是一个极不负责任、也是不科学的环评。
如图为采用移位指令设计法设计的顺序控制系统步进阶梯程序采用一个由辅助继电器m10m17组成作为控制元件移位寄存器中的为移位数据输入端cp为移位脉冲输入端cp同时输入按钮信号x0的脉冲上升沿后端生成的移位数移入移位寄存器的m10输出m10的常开触点闭合信号输入端完成数x2接通使原来移入m10m10位的状态变为被撤销输出为进阶梯逐步得电和逐步失电
接通）时，接通移位寄存器的复位端Ｒ，使移位寄存器复位清 零，整个控制系统失电停止。 设计要求数据“１”每步只需要移位１次，但是由于ｘ０、 （下转第１ ０５页）
再进入扫描检测程序，从而将按键抖动５．１０ｍｓ躲过，所以不 【作者简介】方龙，男，副教授，蚌埠坦克学院电子教研室副主任，主要从事电子工程研究和教学。
触点的方法。
入。去抖动有硬件和软件两种方法，硬件方法就是加去抖动电
路，软件有延迟法和采样法，对于ＰＬＣ还有比较法。
１硬件去抖动 对于单个按键或按钮可以采用ＲＣ滤波器或ＲＳ双稳态触 发器（如图）来抑制开关输出逻辑信号的抖动，当开关从Ａ端打 向Ｂ端时，无法避免的在Ｑ’输入一个近似于图示的脉冲序列， 利用Ｒｓ双稳态触发器连续的“置０”和“保持”功能，可以使输 出端Ｑ保持翻转为低电平，可广维持高电平。
３０一３５ｍｓ），若考虑器件的差异和老化等因素。采样的时间应该
在数控系统中，无论采用单片机、微机或ＰＬＣ，人机交互都 是不可或缺的。在所有交互设备中，按键和按钮是最常用的，但 无论是按键还是按钮，因为都是机械开关结构，由于机械触点 的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合和断开的瞬间会出现电 压抖动，抖动的时间长短取决于开关元件的机械特性，一般为 ５—１０ｍｓ。在触点抖动期间，检测按键的通、断状态，可能导致 判断出错，如：按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作。
环境影响预测是环境影响评价中一个必不可少的、非常重
要的环节。其主要任务是分析拟建项目投产后污染物的排放对 评价区域内的环境有着什么样的影响，超没超过相关的环境标 准。在编写这一内容时，把污染物的对环境的影响程度看作是 环境评价系统中的一个子系统，该子系统由生产工艺水平、原 材料的质量、污染物的排放量、排放时段、环境现状、治理设备 的运行状况等要素组成。当进行环境影响预测时，构成子系统 的各要素对其都有很大的影响。为了保证环境影响预测这一子 系统的科学性与可靠性，必须对各要素进行定量分析，即通过 原材料污染元素含量、污染物排放强度、污染物的现状监测值、 治理设备的去除率来确定拟建项目污染物的预测值是否超过 评价区域的环境质量标准，如超过标准，则需定性分析对环境
和按钮需要进行去抖动处理，来保证微机系统的正确工作。
【关键词】抖动；硬件；延迟；采样；ＰＬｃ
【中图分类号】ＴＮ９１２
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００３—２６７３（２００８）０１＿００９２一０１
会造成系统误读输入状态。因为这种方法比较简单，不需要增 加成本，所以在大多数微机控制系统中常常使用。 （２）采样法 在数据采集时利用程序实现开关机械抖动的消除，程序设 计的思路是：在检测到键有动作时，按照一定的时间间隔对端 口进行周期性的采样。采样时间比产生抖动的时间稍长（如
２００６．
在移位脉冲输入端ｘＯ的输入回路中串联移位寄存器Ｏ 位（本例为Ｍ１０）的常闭触点，一旦移位数据移入Ｍ１０位，便断 开步１的输入回路，此时开关的抖动被拒于ＰＬＣ之外；而从步 ２开始，每步的输入回路也要串联上一位的常开触点。例如步２ 的输入回路要串联上一位Ｍ１０的常开触点。这样，当移位到步 ２转步主令信号对应的Ｍ１１位时，便立即断开步２的输入回 路。采用这样的移位脉冲输入回路结构，可确保每步的转步输 入信号持续时间只有ＰＬＣ的一个扫描周期（一般只有几ｍｓ）， 因开关的抖动时间远大于ＰＬＣ的一个扫描周期，所以可有效 地消除开关抖动的影响。
太多而不用这种方法。
供步进条件信号；Ｍ１０的常闭触点即时断开ＩＮ输入端和ＣＰ 的步１输入端，完成数据“１”输入和移位脉冲输入。从步２起， 本步的转步主令信号一发出（ｘ２接通），便输人一个移位脉冲 上升沿，使原来移入Ｍ１０位的数据“１”移入Ｍ“位，建立步２ 程序，并为步３提供步进条件信号。移位后，Ｍ１０位的状态变为 ０，即其相应的步１被撤销，输出为０。依此类推便可实现整个
为保证键识别的准确，在电压抖动的情况下不能进行状态输
更长一些，如果连续采样得到同样状态的信号，则认为信号值 是正确的。但是如果在采样时出现抖动噪声，则噪声信号也可 能被误认为信号，为防止噪声可能被误认为信号，通常采用多 次采样的模式。 （３）ＰＬＣ程序中的串联法 在ＰＬＣ系统中，大多数输入信号是来自机械开关，ＰＬＣ的 移位寄存器对移位脉冲输入端开关的抖动非常敏感。若开关抖 动一次，相当于多输入了一个移位脉冲，寄存器中的移位数据 就会随之多移一位。为消除这种影响，可以采取串联其它已知
９ Ｑ・
如图为采用移位指令设计法设计的顺序控制系统步进阶 梯程序，采用一个８位移位寄存器（由辅助继电器Ｍ１０—Ｍ１７ 组成）作为控制元件，移位寄存器中的ＩＮ为移位数据输入端， ＣＰ为移位脉冲输入端，Ｒ为复位端。这三个输入端的输入信号 均为脉冲上升沿有效。对顺序控制系统来说，输入ＩＮ的信号必 须是一个单脉冲信号，即移位数据为“１”。起动步１时，ＩＮ和 ＣＰ同时输入按钮信号ｘｏ的脉冲上升沿后，在ＩＮ端生成的移 位数据“１＇’便移入移位寄存器的Ｍ１０位，此时该位有输出（即 输出Ｍ１０的常开触点闭合信号），建立步ｌ程序，并为步２提 该方法比较复杂，如果系统按键输入较多，则因附加电路
２００８年１月 第１期（总第１１０期）
ＧＵ删Ｊ０；；Ｉ胤ｏＦ ｕＧ壬ＩＴ啪ｕｓ侧
关于消除按键机械抖动的研究
方龙，肖献保，李威
（解放军蚌埠坦克学院电子室，安徽蚌埠２３３０５０）
广西轻工业
计算机与信息技术
【摘
要】按键和按钮是人机交互的重要设备，但它们都存在机械抖动问题，对此我们可以采用硬件和软件的方法对按键
【３】李建兴．可编程序控制器应用技术［Ｍ】．北京：机械工业出版社，
１９９９．
【４】徐爱钧．智能化测量控制仪表原理与设计【Ｍ】．北京：北京航空航天大 学出版社。２００４．
万 方数据
１０５
采用串联法来解决这一问题。
４结束语
以上给出了几种消除按键机械抖动的方法，它们各有优缺 点，适用于不同情况下的监控控制系统。经实验证明，以上各种 方法对不同要求的系统能较好的实现监控计算机与Ｓ７—２００ 系列ＰＬＣ通信，对工程实践有较高的参考价值。
参考文献 【１】赖寿宏．微型计算机控制技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００３． 【２】严盈富．监控组态软件与ＰＬｃ入是最高，但考虑到污染物的排放量很小，其运行成本在
在预测评价过程中，除了弄清楚预测这一子系统的内部结 构、联系和规律外，还应弄清影响预测与前面的工程分析及后 面的总结论这些子系统的联系，使整个环评更具整体性。例如 在进行工程分析时就要明确污染物的排放强度；在确定环保措 施时，就应明确治理设备的去除率，污染物能否做到达标排放， 这些为环境影响预测提供了必要的基础数据，这样就会使整个 环评更具有系统性。 ５结束语 环境影响评价是一项技术性非常强的工作，环评技术人员 不断要懂环境工程与科学的知识，而且还需要懂得拟建项目的 工程知识。在进行环境影响评价时，如环评技术人员有系统论 的观点，则会在分析问题时考虑得更为全面，各要素的相互关 系考虑得更为充分，得出的环评结论更具科学性与可信性。系 统论在科学研究中起着非常重要的作用，环境影响评价作为一 种技术活动，系统论对其也有非常重要的指导作用，环评技术 人员懂得一些系统论的知识是必要的。
４将系统论贯穿于环境影响评价全过程的方法
将系统观点应用于实践是系统分析法，对系统的组成、结 构、功能、效用及系统各种要素、过程和关系进行考察，并进行定 性、定量和结构分析四。在进行环境影响评价时，需要对多个要素 进行分析，而且要考虑这些要素的内在联系。现以环境影响预测 为例进行剖析，阐述系统论观点在环境影响评价中的应用。
的影响程度。
【２】李炼，张怀民．自然辩证法新编ｐ圳．武汉：武汉理工大学出版社，
２００４．
【３１张茂润．寓系统论的观点于教学实践之中团．淮南师专学报．２０００，（２）：
７５—７６．
（上接第９２页） ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４均为机械开关，产生输入抖动在所难免，因此实 际每步会移位多次，造成结果与设计要求不符。所以我们这里
步迸阶梯逐步得电和逐步失电。最后一步完成并回到原位（ｘｌ
对于系统按键输入较多的系统，我们可以采用ＩＮ—
ＴＥＬ８２７９可编程键盘，显示器作为接口芯片，它能够自动消除
开关抖动并能对多键同时按下提供保护。 ２软件
（１）延迟法 延迟法是采用时间延迟来躲过抖动，当检测到按键被按下 或释放时，由ＣＰＵ产生一段延时，时间大约为１０．２０ｍｓ。然后
（２００ｓ年）【Ｍ】．北京：中国环境科学出版社，２００５．
可以接受的范围内，其设备的价格相对较为便宜。清洁生产分 析的结论虽说该项目处于较清洁水平，但对环评最终结论不产 生很大影响。如果只考虑其清洁生产水平这一方面，而将该项 目否定掉，这是一个极不负责任、也是不科学的环评。
如图为采用移位指令设计法设计的顺序控制系统步进阶梯程序采用一个由辅助继电器m10m17组成作为控制元件移位寄存器中的为移位数据输入端cp为移位脉冲输入端cp同时输入按钮信号x0的脉冲上升沿后端生成的移位数移入移位寄存器的m10输出m10的常开触点闭合信号输入端完成数x2接通使原来移入m10m10位的状态变为被撤销输出为进阶梯逐步得电和逐步失电
接通）时，接通移位寄存器的复位端Ｒ，使移位寄存器复位清 零，整个控制系统失电停止。 设计要求数据“１”每步只需要移位１次，但是由于ｘ０、 （下转第１ ０５页）
再进入扫描检测程序，从而将按键抖动５．１０ｍｓ躲过，所以不 【作者简介】方龙，男，副教授，蚌埠坦克学院电子教研室副主任，主要从事电子工程研究和教学。
触点的方法。
入。去抖动有硬件和软件两种方法，硬件方法就是加去抖动电
路，软件有延迟法和采样法，对于ＰＬＣ还有比较法。
１硬件去抖动 对于单个按键或按钮可以采用ＲＣ滤波器或ＲＳ双稳态触 发器（如图）来抑制开关输出逻辑信号的抖动，当开关从Ａ端打 向Ｂ端时，无法避免的在Ｑ’输入一个近似于图示的脉冲序列， 利用Ｒｓ双稳态触发器连续的“置０”和“保持”功能，可以使输 出端Ｑ保持翻转为低电平，可广维持高电平。
３０一３５ｍｓ），若考虑器件的差异和老化等因素。采样的时间应该
在数控系统中，无论采用单片机、微机或ＰＬＣ，人机交互都 是不可或缺的。在所有交互设备中，按键和按钮是最常用的，但 无论是按键还是按钮，因为都是机械开关结构，由于机械触点 的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合和断开的瞬间会出现电 压抖动，抖动的时间长短取决于开关元件的机械特性，一般为 ５—１０ｍｓ。在触点抖动期间，检测按键的通、断状态，可能导致 判断出错，如：按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作。
环境影响预测是环境影响评价中一个必不可少的、非常重
要的环节。其主要任务是分析拟建项目投产后污染物的排放对 评价区域内的环境有着什么样的影响，超没超过相关的环境标 准。在编写这一内容时，把污染物的对环境的影响程度看作是 环境评价系统中的一个子系统，该子系统由生产工艺水平、原 材料的质量、污染物的排放量、排放时段、环境现状、治理设备 的运行状况等要素组成。当进行环境影响预测时，构成子系统 的各要素对其都有很大的影响。为了保证环境影响预测这一子 系统的科学性与可靠性，必须对各要素进行定量分析，即通过 原材料污染元素含量、污染物排放强度、污染物的现状监测值、 治理设备的去除率来确定拟建项目污染物的预测值是否超过 评价区域的环境质量标准，如超过标准，则需定性分析对环境
和按钮需要进行去抖动处理，来保证微机系统的正确工作。
【关键词】抖动；硬件；延迟；采样；ＰＬｃ
【中图分类号】ＴＮ９１２
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００３—２６７３（２００８）０１＿００９２一０１
会造成系统误读输入状态。因为这种方法比较简单，不需要增 加成本，所以在大多数微机控制系统中常常使用。 （２）采样法 在数据采集时利用程序实现开关机械抖动的消除，程序设 计的思路是：在检测到键有动作时，按照一定的时间间隔对端 口进行周期性的采样。采样时间比产生抖动的时间稍长（如
２００６．
在移位脉冲输入端ｘＯ的输入回路中串联移位寄存器Ｏ 位（本例为Ｍ１０）的常闭触点，一旦移位数据移入Ｍ１０位，便断 开步１的输入回路，此时开关的抖动被拒于ＰＬＣ之外；而从步 ２开始，每步的输入回路也要串联上一位的常开触点。例如步２ 的输入回路要串联上一位Ｍ１０的常开触点。这样，当移位到步 ２转步主令信号对应的Ｍ１１位时，便立即断开步２的输入回 路。采用这样的移位脉冲输入回路结构，可确保每步的转步输 入信号持续时间只有ＰＬＣ的一个扫描周期（一般只有几ｍｓ）， 因开关的抖动时间远大于ＰＬＣ的一个扫描周期，所以可有效 地消除开关抖动的影响。
太多而不用这种方法。
供步进条件信号；Ｍ１０的常闭触点即时断开ＩＮ输入端和ＣＰ 的步１输入端，完成数据“１”输入和移位脉冲输入。从步２起， 本步的转步主令信号一发出（ｘ２接通），便输人一个移位脉冲 上升沿，使原来移入Ｍ１０位的数据“１”移入Ｍ“位，建立步２ 程序，并为步３提供步进条件信号。移位后，Ｍ１０位的状态变为 ０，即其相应的步１被撤销，输出为０。依此类推便可实现整个
为保证键识别的准确，在电压抖动的情况下不能进行状态输
更长一些，如果连续采样得到同样状态的信号，则认为信号值 是正确的。但是如果在采样时出现抖动噪声，则噪声信号也可 能被误认为信号，为防止噪声可能被误认为信号，通常采用多 次采样的模式。 （３）ＰＬＣ程序中的串联法 在ＰＬＣ系统中，大多数输入信号是来自机械开关，ＰＬＣ的 移位寄存器对移位脉冲输入端开关的抖动非常敏感。若开关抖 动一次，相当于多输入了一个移位脉冲，寄存器中的移位数据 就会随之多移一位。为消除这种影响，可以采取串联其它已知
９ Ｑ・
如图为采用移位指令设计法设计的顺序控制系统步进阶 梯程序，采用一个８位移位寄存器（由辅助继电器Ｍ１０—Ｍ１７ 组成）作为控制元件，移位寄存器中的ＩＮ为移位数据输入端， ＣＰ为移位脉冲输入端，Ｒ为复位端。这三个输入端的输入信号 均为脉冲上升沿有效。对顺序控制系统来说，输入ＩＮ的信号必 须是一个单脉冲信号，即移位数据为“１”。起动步１时，ＩＮ和 ＣＰ同时输入按钮信号ｘｏ的脉冲上升沿后，在ＩＮ端生成的移 位数据“１＇’便移入移位寄存器的Ｍ１０位，此时该位有输出（即 输出Ｍ１０的常开触点闭合信号），建立步ｌ程序，并为步２提 该方法比较复杂，如果系统按键输入较多，则因附加电路
２００８年１月 第１期（总第１１０期）
ＧＵ删Ｊ０；；Ｉ胤ｏＦ ｕＧ壬ＩＴ啪ｕｓ侧
关于消除按键机械抖动的研究
方龙，肖献保，李威
（解放军蚌埠坦克学院电子室，安徽蚌埠２３３０５０）
广西轻工业
计算机与信息技术
【摘
要】按键和按钮是人机交互的重要设备，但它们都存在机械抖动问题，对此我们可以采用硬件和软件的方法对按键
【３】李建兴．可编程序控制器应用技术［Ｍ】．北京：机械工业出版社，
１９９９．
【４】徐爱钧．智能化测量控制仪表原理与设计【Ｍ】．北京：北京航空航天大 学出版社。２００４．
万 方数据
１０５
采用串联法来解决这一问题。
４结束语
以上给出了几种消除按键机械抖动的方法，它们各有优缺 点，适用于不同情况下的监控控制系统。经实验证明，以上各种 方法对不同要求的系统能较好的实现监控计算机与Ｓ７—２００ 系列ＰＬＣ通信，对工程实践有较高的参考价值。
参考文献 【１】赖寿宏．微型计算机控制技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００３． 【２】严盈富．监控组态软件与ＰＬｃ入是最高，但考虑到污染物的排放量很小，其运行成本在
在预测评价过程中，除了弄清楚预测这一子系统的内部结 构、联系和规律外，还应弄清影响预测与前面的工程分析及后 面的总结论这些子系统的联系，使整个环评更具整体性。例如 在进行工程分析时就要明确污染物的排放强度；在确定环保措 施时，就应明确治理设备的去除率，污染物能否做到达标排放， 这些为环境影响预测提供了必要的基础数据，这样就会使整个 环评更具有系统性。 ５结束语 环境影响评价是一项技术性非常强的工作，环评技术人员 不断要懂环境工程与科学的知识，而且还需要懂得拟建项目的 工程知识。在进行环境影响评价时，如环评技术人员有系统论 的观点，则会在分析问题时考虑得更为全面，各要素的相互关 系考虑得更为充分，得出的环评结论更具科学性与可信性。系 统论在科学研究中起着非常重要的作用，环境影响评价作为一 种技术活动，系统论对其也有非常重要的指导作用，环评技术 人员懂得一些系统论的知识是必要的。
４将系统论贯穿于环境影响评价全过程的方法
将系统观点应用于实践是系统分析法，对系统的组成、结 构、功能、效用及系统各种要素、过程和关系进行考察，并进行定 性、定量和结构分析四。在进行环境影响评价时，需要对多个要素 进行分析，而且要考虑这些要素的内在联系。现以环境影响预测 为例进行剖析，阐述系统论观点在环境影响评价中的应用。
的影响程度。
【２】李炼，张怀民．自然辩证法新编ｐ圳．武汉：武汉理工大学出版社，
２００４．
【３１张茂润．寓系统论的观点于教学实践之中团．淮南师专学报．２０００，（２）：
７５—７６．
（上接第９２页） ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４均为机械开关，产生输入抖动在所难免，因此实 际每步会移位多次，造成结果与设计要求不符。所以我们这里
步迸阶梯逐步得电和逐步失电。最后一步完成并回到原位（ｘｌ
对于系统按键输入较多的系统，我们可以采用ＩＮ—
ＴＥＬ８２７９可编程键盘，显示器作为接口芯片，它能够自动消除
开关抖动并能对多键同时按下提供保护。 ２软件
（１）延迟法 延迟法是采用时间延迟来躲过抖动，当检测到按键被按下 或释放时，由ＣＰＵ产生一段延时，时间大约为１０．２０ｍｓ。然后