如何设计按键消抖
按键消除抖动的措施
按键消除抖动的措施
按键消除抖动是指在使用电子设备中，当按下按键后可能会出
现的多次触发信号的问题。
为了解决这个问题，可以采取以下措施：
1. 软件滤波，在程序设计中，可以采用软件滤波的方法来消除
按键抖动。
软件滤波可以通过延时、状态机等方式来确保只有真正
的按键按下才会触发相应的操作，而忽略短暂的抖动信号。
2. 硬件滤波，在电路设计中，可以加入电容、电阻等元件来实
现硬件滤波，通过延长按键信号的上升沿或下降沿时间，从而消除
按键抖动带来的干扰。
3. 使用稳定的按键元件，选择质量好、稳定性高的按键元件，
可以减少按键抖动的发生。
4. 金属片设计，在按键设计中，可以添加金属片来增加按键的
稳定性，减少抖动。
5. 硬件消抖器，使用专门的硬件消抖器芯片，这些芯片可以自
动检测和消除按键抖动，提高按键的稳定性。
综上所述，消除按键抖动可以通过软件滤波、硬件滤波、选择稳定的按键元件、金属片设计以及使用硬件消抖器等多种措施来实现。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的方法或者结合多种方法来解决按键抖动问题。
io按键消抖算法
io按键消抖算法
IO按键消抖算法是电子设备中常用的一种技术，用于处理按键在按下或释放时可能出现的抖动现象。
抖动现象是由于机械开关在接触或断开时，由于物理原因（如弹性、接触电阻等）导致电路状态瞬间不稳定，从而产生多个快速的电平变化。
如果不进行消抖处理，这些快速变化可能会被设备误识别为多次按键操作，导致程序逻辑混乱。
消抖算法的主要目的是识别并过滤这些快速的电平变化，确保设备只响应一次按键操作。
一种常用的消抖算法是延时消抖法。
当检测到按键被按下时，程序会先等待一段时间（通常是几十毫秒），然后再读取按键状态。
如果按键仍然处于按下状态，则认为是有效的按键操作；如果按键已经释放，则认为是抖动现象，忽略这次操作。
同样地，当检测到按键被释放时，也需要进行类似的延时处理。
除了延时消抖法外，还有其他一些消抖算法，如软件定时器消抖、硬件消抖等。
软件定时器消抖是通过在程序中设置一个定时器，在定时器到期后再读取按键状态，从而过滤掉抖动现象。
硬件消抖则是通过外部电路实现消抖功能，例如使用施密特触发器、RC滤波器等。
需要注意的是，消抖算法的实现方式和参数选择需要根据具体的硬件环境和应用场景来确定。
在实际应用中，可能需要根据按键的特性和使用频率来调整消抖时间和算法复杂度，以确保程序的稳定性和响应速度。
总之，IO按键消抖算法是电子设备中不可或缺的一部分，它能够提高设备的可靠性和用户体验。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的消抖算法和参数，以确保设备的正常运行。
按键消抖
一、按键消抖1．1 计数器型消抖电路(一)计数器型消抖电路(一)是设置一个模值为(N+1)的控制计数器，clk在上升沿时，如果按键开关key_in='1'，计数器加1，key_in='0' 时，计数器清零。
当计数器值为2时，key_out 输出才为1，其他值为0时。
计数器值为N时处于保持状态。
因此按键key_in持续时间大于N个clk时钟周期时，计数器输出一个单脉冲，否则没有脉冲输出。
如果按键开关抖动产生的毛刺宽度小于N个时钟周期，因而毛刺作用不可能使计数器有输出，防抖动目的得以实现。
clk的时钟周期与N的值可以根据按键抖动时间由设计者自行设定。
主要程序结构如下：图1是N为3的波形仿真图，当按键持续时间大于3个时钟周期，计数器输出一个单脉冲，其宽度为1个时钟周期，小于3个时钟周期的窄脉冲用作模拟抖动干扰，从图1可以看出，抖动不能干扰正常的单脉冲输出。
1 按键抖动产生原因分析绝大多数按键都是机械式开关结构，由于机械式开关的核心部件为弹性金属簧片，因而在开关切换的瞬间会在接触点出现来回弹跳的现象。
虽然只是进行了一次按键，结果在按键信号稳定的前后出现了多个脉冲，如图1所示。
如果将这样的信号直接送给微处理器扫描采集的话，将可能把按键稳定前后出现的脉冲信号当作按键信号，这就出现人为的一次按键但微处理器以为多次按键现象。
为了确保按键识别的准确性，在按键信号抖动的情况下不能进入状态输入，为此就必须对按键进行消抖处理，消除抖动时不稳定、随机的电压信号。
机械式按键的抖动次数、抖动时间、抖动波形都是随机的。
不同类型的按键其最长抖动时间也有差别，抖动时间的长短和按键的机械特性有关，一般为5～10 ms，但是，有些按键的抖动时间可达到20 ms，甚至更长。
所以，在具体设计中要具体分析，根据实际情况来调整设计。
2 按键消抖电路的设计按键消抖一般采用硬件和软件消抖两种方法。
硬件消抖是利用电路滤波的原理实现，软件消抖是通过按键延时来实现。
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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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。
开关抖动及消除
开关抖动及消除当按下和释放微动按键时，会由短时间的抖动现象才会到达想要的状态。
如下图所示：在这里插入图片描述从上图可知。
按键抖动时间大概为150us。
在一些对按键抖动敏感的情况下需要进行消抖设计，目前常见的消抖设计如下：滤波电容关于去抖硬件最简单的方式并联一颗100nF陶瓷电容,进行滤波处理。
在这里插入图片描述RC滤波＋施密特触发器要想更严谨设计消抖电路，会增加施密特触发器，更大程度的保证后端不受按键抖动影响，电路如下：在这里插入图片描述分别来看按键闭合断开时电路状态：在这里插入图片描述开关打开时：电容C1通过R1 D1回路充电,Vb电压=Vcc-0.7为高电平,后通过反向施密特触发器使Vout输出为低。
开关闭合时：电容C1通过R2进行放电，最后Vb电压变为0,通过反向施密特触发器使Vout输出为高。
当按下按键出现快速抖动现象时，通过电容会使Vb点电压快速变成Vcc或GND。
在抖动过程时对电容会有轻微的充电或放电，但后端的施密特触发器有迟滞效果不会导致Vout 发现抖动现象。
此电路中D1的使用使为了限制R1 R2一起给C1供电，增加充电时间影响效果。
如果减小R1的值会使电流增加，功耗较高。
专用消抖芯片一些厂家会提供专用芯片，避免自搭电路的不稳定性，如美信-Max6816：在这里插入图片描述软件滤波软件消除抖动也是很常见的方式,一般形式是延时查询按键状态或者中断形式来消除抖动。
下面是Arduino的软件消抖代码：/* SoftwareDebounce** At each transition from LOW to HIGH or from HIGH to LOW * the input signal is debounced by sampling across* multiple reads over several milli seconds. The input* is not considered HIGH or LOW until the input signal* has been sampled for at least "debounce_count" (10)* milliseconds in the new state.** Notes:* Adjust debounce_count to reflect the timescale* over which the input signal may bounce before* becoming steady state** Based on:* /en/Tutorial/Debounce** Jon Schlueter* 30 December 2008** /Learning/SoftwareDebounce */int inPin = 7; // the number of the input pinint outPin = 13; // the number of the output pinint counter = 0; // how many times we have seen new valueint reading; // the current value read from the input pinint current_state = LOW; // the debounced input value// the following variable is a long because the time, measured in milliseconds,// will quickly become a bigger number than can be stored in an int.long time = 0; // the last time the output pin was sampledint debounce_count = 10; // number of millis/samples to consider before declaring a debounced inputvoid setup(){pinMode(inPin, INPUT);pinMode(outPin, OUTPUT);digitalWrite(outPin, current_state); // setup the Output LED for initial state}void loop(){// If we have gone on to the next millisecondif(millis() != time){reading = digitalRead(inPin);if(reading == current_state && counter > 0){counter--;}if(reading != current_state){counter++;}// If the Input has shown the same value for long enough let's switch itif(counter >= debounce_count){counter = 0;current_state = reading;digitalWrite(outPin, current_state);}time = millis();}}版权声明：本文为CSDN博主「sternlycore」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
按键去抖说明
(r>O v« O-按键去抖说明由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完 全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动,这称为按键的扌耳动干扰， 其产生的渡形如图5.3.1所示，当按键按下时•会产生前沿抖动，当按键弹起时会产生后沿抖 动。
这是所有机械蝕点武按键在状态输出时的共性问题,抖动的时间长短取决于按键的机械 特性与操作状态，一般为10~L00ms,此为键处理设计时要考虑的一个重要参数。
取按键状态，必须在按键囲合或斷开时，消除产生的前沿或后沿抖动，去抖动的方法有硬件 方法和软件方法两种。
1.硬件方法硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路尊硬件电路来遥开按键的抖动时间。
图＞3. 2是由R2和C 组成的滤波延时消抖电路，设豈在按键S 与CPU 数据线Di 之 间。
按键S 未按下时•，电容两端电压为0,即与非门输入丙为0,输出卩o 为1。
当S 按下 时，由于C 两端电压不能突变，充电电压丙在充电时间内未达到与非门的开启电压，门的瑜 出心将不会改变，亘到充电电压巧丈于门的开启电压时，与非门的输出X ）才变为0,这 段充电延迟时间取决于Rl 、R2和C 值的大小，电路设计时只要使之大于或等于10 0 ms 即可避开按键抖动的彫响。
同理，按键S 断开时，即使出现押动，由于C 的放电延迟 过程，也会消除按键抖动的彫响-4-5 VR-1按键去抖说明^2是施帕滤波电路后消除抖动的波形"2.软件方法软件方法是指编制一段时间大^lOOms的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭台伏态电平，则确认为该钳已稳定按F 否则无镇按兀从而消除了料动的影响’同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键的处理。
按键消抖的原理和基于verilog的消抖设计
按键消抖的原理和基于verilog的消抖设计按键开关是各种电子设备不可或缺的人机接口。
在实际应用中，很大一部分的按键是机械按键。
在机械按键的触点闭合和断开时，都会产生抖动，为了保证系统能正确识别按键的开关，就必须对按键的抖动进行处理。
在系统设计中，有各种各样的消除按键抖动的设计方法，硬件电路和软件设计都很成熟。
不过我们这里要从另外一个角度来讨论按键的消抖，并给出一个用verilog给出一个具体的实现。
首先，看一个普通的机械按键的触点在闭合与断开时的波形（用示波器抓取）。
下面的四张图都是按键在闭合的时候抓到的波形。
可以看到两个明显的趋势：1. 按键在几个us之内就可以达到稳定状态，从高电平转换到底电平；2. 在高电平转换到低电平的过程中，触点有非常明显的抖动。
下面的两张图是按键在断开的时候抓到的波形。
也可以看到两个明显的趋势：1. 按键的变化趋势比较缓慢，从低电平变为高电平需要大概10~20ms的时间；2. 按键断开时没有闭合时那么大的抖动下面两张图是用手迅速闭合按键然后就断开时，按键的输出波形。
在处理按键抖动的程序中，必须同时考虑消除闭合和断开两种情况下的抖动。
所以,对于按键消抖的处理，必须按最差的情况来考虑。
我们从上面的图上可以看到，按键输出的信号的跳变时间（上升沿和下降沿）最大是在20ms左右。
按键一次闭合最短的时间大概是120ms 左右。
如果我们把按键的输出做为一个时钟域（时钟频率未知，但信号的slow rate是已知的，既最大20ms左右）的信号，用另外一个时钟来采集这个按键的输出，则就可以把按键的消抖归结为一个最基本的CDC问题来处理。
而问题的核心是如何确定采集时钟的频率。
假设采集时钟的周期小于20ms，那么，采集时钟就有可能两次采到按键断开时的不。
c语言按键消抖常用方法
在C语言中，按键消抖是指处理物理按键在按下或释放时可能产生的抖动或不稳定信号的问题。
常用的方法包括软件延时消抖和状态机消抖。
1. 软件延时消抖：- 当检测到按键按下或释放时，可以通过在代码中添加一个短暂的延时来过滤掉按键可能产生的抖动信号。
例如，在按键检测到变化后，延时几毫秒以确保按键信号稳定后再进行状态读取。
```cvoid delay(unsigned int ms) {unsigned int i, j;for (i = 0; i < ms; i++)for (j = 0; j < 300; j++);}// 在按键检测中使用延时if (button_pressed && !last_button_state) {delay(10); // 等待10毫秒if (button_pressed) {// 执行按键按下后的操作last_button_state = button_pressed;}}```这种方法简单易行，但需要根据具体硬件和按键特性调整延时时间，且可能会造成按键响应速度变慢。
2. 状态机消抖：- 利用状态机来跟踪按键状态变化，并在一定持续时间内保持一致的状态才认定为有效按键按下或释放。
这可以通过一个状态变量和定时器结合实现。
```cenum ButtonState {IDLE, PRESSED, RELEASED};enum ButtonState current_state = IDLE;unsigned int debounce_timer = 0;// 在按键检测中使用状态机void button_check() {switch (current_state) {case IDLE:if (button_pressed) {current_state = PRESSED;debounce_timer = 10; // 设定10毫秒的延时}break;case PRESSED:if (!button_pressed) {current_state = RELEASED;debounce_timer = 10; // 设定10毫秒的延时}break;case RELEASED:if (button_pressed) {current_state = PRESSED;debounce_timer = 10; // 设定10毫秒的延时}break;}if (debounce_timer > 0) {debounce_timer--;} else {if (current_state == PRESSED) {// 执行按键按下后的操作} else if (current_state == RELEASED) {// 执行按键释放后的操作}current_state = IDLE; // 处理完毕后返回IDLE状态 }}```这种方法相对于延时消抖更加灵活，可以根据具体需求设置不同的延时时间，并且不会影响整体的按键响应速度。
单片机按键去抖原理
单片机按键去抖原理在单片机系统中，按键的应用非常广泛，无论是控制还是交互，经常需要使用按键来进行操作。
然而，由于按键的特性，往往会带来按键抖动的现象，这就需要对按键进行去抖处理。
本文将详细介绍单片机按键去抖的原理和方法。
1.按键抖动的原因及影响因素按键抖动是指按下或释放按键时，按键触点会产生不稳定的接触，导致按键信号在短时间内多次切换，造成系统误判。
按键抖动的原因主要有以下几点：(1)按键机械结构问题：按键存在接触不良、触点弹簧不稳定等机械问题，会导致接触突变。
(2)外部干扰：如按键线路附近的磁场、电源干扰等，会引发按键误触。
(3)按键的弹性和灵敏度：按键材料和设计的不同，会导致按键的弹性和灵敏度不一致，进而引发抖动。
按键抖动会带来以下几个问题：(1)误判：按键抖动会使系统误判按键的按下或释放，导致错误的逻辑操作。
(2)数据错误：抖动会造成按键信号的短时间内多次切换，可能导致数据传输错误、丢失等问题。
(3)系统性能下降：由于抖动会产生大量的开关信号，会占用系统资源，影响系统的运行速度和响应时间。
2.去抖的原理去抖的原理是通过软件或硬件的方式对按键信号进行滤波，消除了按键抖动信号，从而得到稳定的按键信号。
软件去抖的原理是通过软件算法对按键信号进行处理，主要有两种方法：软件延时去抖和状态机去抖。
(1)软件延时去抖：软件延时去抖的原理是在按键按下后，通过添加延时来屏蔽抖动信号。
当检测到按键按下后，先延时一段时间，并再次检测按键的状态，如果按键仍然处于按下状态，则确认按键按下有效。
软件延时去抖的优点是简单易行，只需通过软件延时来实现，无需额外的硬件支持。
缺点是实现的延时时间需要适当，过短容易漏掉有效按键，过长则会增加系统响应时间。
(2)状态机去抖：状态机去抖的原理是通过状态变化来屏蔽抖动信号。
状态机的设计是基于按键的状态转换，当按键按下时，状态变为按下状态；当按键释放时，状态变为释放状态。
只有在状态转换时，才认定按键按下或释放为有效信号。
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。
按键消抖原理
按键消抖原理
按键消抖原理是指在按下按键后，由于机械特性引起的按键跳动现象被过滤掉，保证按键信号的稳定性和可靠性。
按键消抖的实现原理通常是通过软件技术来实现。
下面将介绍两种常见的按键消抖原理。
1. 软件延时消抖原理：
在按键按下时，通过软件延时一段时间，然后再读取按键状态。
软件延时的作用是等待机械抖动的结束，只有当一段时间内按键状态保持不变时，才认为按键真正被按下。
这种方法简单易行，但缺点是消抖时间较长，响应速度较慢。
2. 状态扫描消抖原理：
在按键按下时，通过不断扫描按键状态来判断按键是否真正被按下。
状态扫描的过程是周期性地读取按键状态，如果发现连续几次读取到的按键状态相同，则认为按键稳定，即按键被按下。
这种方法比延时消抖的响应速度更快，但需要一个额外的线程或中断服务程序来执行状态扫描。
以上是两种常见的按键消抖原理，它们都能有效解决按键抖动问题，提高按键信号的稳定性和可靠性。
在具体应用中，可以根据需要选择适合的消抖原理来实现按键的稳定响应。
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。
51单片机按键消抖程序原理
51单片机按键消抖程序原理一、引言按键消抖是嵌入式系统编程中常见的问题之一，尤其是在使用51单片机时。
51单片机是一款常用的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。
按键作为常见的输入设备，在51单片机应用中经常被使用。
由于按键的机械特性，当按键按下或释放时，会产生机械抖动，给系统带来误操作。
因此，了解并编写按键消抖程序对于保证系统的正常运行至关重要。
二、消抖原理按键消抖，简单来说，就是通过一定的算法，消除按键产生的机械抖动，从而准确识别按键的状态。
其原理主要基于以下两点：1.机械抖动的特点：按键的机械抖动主要表现为按键触点之间的快速开关，产生一系列微小的电信号。
这些信号通常包含真实的按键输入信号和噪声信号。
2.消抖算法：通过分析这些信号，识别出真实的按键输入信号，并忽略噪声信号，从而达到消除机械抖动的目的。
常用的消抖算法有阈值比较法、防抖延时法、防抖滤波法等。
三、消抖程序实现下面以51单片机为例，介绍一种简单的阈值比较法消抖程序实现：```cvoidkey_debounce(intkey_pin){//定义按键引脚intdebounce_time=50;//消抖时间，单位毫秒intthreshold=5;//阈值，可以根据实际情况调整intkey_state=0;//按键状态，初始化为0（未按下）intlast_key_state=0;//上一次的按键状态while(1){//读取按键状态key_state=digitalRead(key_pin);last_key_state=key_state;//判断按键是否按下if(key_state==LOW){//按键按下，开始消抖if(millis()-last_key_state>=debounce_time){//经过一定时间，确定按键状态if(key_state==digitalRead(key_pin)){//检测到真实的按键输入信号//这里可以进行相应的操作，例如点亮LED灯等}else{//检测到噪声信号或其他干扰，忽略}}else{//消抖时间不足，忽略当前状态}}else{//按键释放，忽略当前状态}}}```上述程序中，通过设置一个阈值和消抖时间，来判断按键状态是否发生变化。
单片机消除按键抖动的方法
单片机消除按键抖动的方法
单片机中，当按键被按下时，可能会出现按键抖动的现象，即按下按键后，按键会不断地重复触发，导致程序的不稳定性等问题。
为了消除按键抖动，可以采取以下方法：
1. 软件消抖法：在程序中通过延时、多次采样等方法，对按键
进行去抖处理。
但这种方法需要占用一定的CPU资源，容易影响程序的稳定性和响应速度。
2. 硬件消抖法：通过外部电路对按键进行去抖处理，如添加 RC 滤波器、加电容等组合电路，可稳定按键的电平信号，避免按键的震动和干扰。
3. 系统延时法：在按键按下后，延时一段时间再读取按键的状态，可消除按键的抖动。
但这种方法需要根据实际情况设置合适的延时时间，否则会影响系统的响应速度。
4. 确认法：在按键按下后，通过程序对按键的状态进行多次确认，只有当确认多次读取的状态一致时，才认为按键的状态是有效的。
这种方法需要设置合适的确认次数和时间，才能达到较好的去抖效果。
总之，消除按键抖动是单片机程序开发中的一个重要问题，需要根据实际情况选择合适的去抖方案，保证程序的稳定性和可靠性。
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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。
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：。
fpga按键消抖的原理和方法
FPGA（现场可编程门阵列）是一种可按照用户需求重新配置其硬件资源的可编程硅芯片。
在数字电路中，按键消抖 (Debounce) 是一个非常常见但重要的问题，因为机械按钮在按下和释放时会产生不稳定的信号。
为了解决这个问题，我们需要消除机械按键所产生的抖动信号。
消抖的原理是为输入信号添加处理和判断逻辑，将抖动视为一个单位的无效信号，从而过滤有问题的输入信号。
针对 FPGA，常用的按键消抖方法有以下两种：1. **计数器方法 (Counter Method)**这种方法检测按键输入是否持续一定时间内（假设我们使用n 个时钟周期）保持稳定。
如果输入持续稳定，则将其作为有效输入信号。
通过计数器实现的消抖具备可配置的消抖时间，从而适应各种不同类型的按键。
以下是计数器消抖方法的大致步骤：1. 初始化一个 n 位计数器。
2. 如果按键输入保持稳定（按下或释放），计数器增加，否则计数器清零。
3. 当计数器达到预定的阈值时，改变按键的状态（按下或释放）。
4. **移位寄存器方法 (Shift Register Method)**其实现原理是将多个连续的抖动信号视为一个有效输入，适用于按键抖动时间较短的场景。
以下是移位寄存器消抖方法的大致步骤：1. 初始化一个 n 位移位寄存器。
2. 每个时钟周期将输入信号添加到移位寄存器的低位（或高位），同时向右（或左）移动一位。
3. 当移位寄存器中所有位的值都相同（全为 0 或全为 1）时，认为信号稳定，将其视为有效输入信号。
在消抖方法的选择上，实际应用要考虑系统性能、消抖精度、按键抖动时间等因素。
简单的消抖算法可能只跟踪按键的状态改变，而更高级的算法可以检测按键被按下并保持的持续时间，从而在功能上更灵活。
如何设计按键消抖
在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘，因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别，但是我们人体的反应时间最少要0.2秒，之间差距很大，现实过程中也会不小心碰到按键，正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。
一、按键电路常用的非编码键盘,每个在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘，因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别，但是我们人体的反应时间最少要0.2秒，之间差距很大，现实过程中也会不小心碰到按键，正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。
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。
因而在闭合与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。
消抖电路如下图中两个“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。
verilog按键消抖原理
verilog按键消抖原理
摘要：
1.按键消抖的原理
2.按键消抖的方法
3.基于Verilog 的按键消抖设计
4.结论
正文：
一、按键消抖的原理
按键消抖是指在按键输入过程中，由于按键机械特性和电路特性的影响，导致按键在按下或松开时，信号电平会在一段时间内发生抖动。
为了消除这种抖动，需要采用一定的方法来确认按键输入的稳定性，这就是按键消抖。
二、按键消抖的方法
常见的按键消抖方法有以下几种：
1.硬件消抖：通过硬件电路实现消抖，如使用滤波器、RC 电路等。
2.软件消抖：通过软件算法实现消抖，如使用计数器、计时器等。
3.结合硬件和软件消抖：既使用硬件电路，也使用软件算法来实现消抖。
三、基于Verilog 的按键消抖设计
基于Verilog 的按键消抖设计可以分为以下几个步骤：
1.输入信号处理：对输入的按键信号进行采样，并转化为数字信号。
2.计数器：使用计数器来统计按键信号的持续时间，以判断按键是否稳定。
3.状态判断：根据计数器的计数值来判断按键是按下还是松开。
4.输出信号处理：将判断结果输出，以控制其他电路或设备。
四、结论
按键消抖是电子设备中常见的一种技术，它可以有效地消除按键输入过程中的抖动，提高系统的稳定性和可靠性。
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在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘，因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别，但是我们人体的反应时间最少要0.2秒，之间差距很大，现实过程中也会不小心碰到按键，正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。
一、按键电路常用的非编码键盘,每个在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘，因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别，但是我们人体的反应时间最少要0.2秒，之间差距很大，现实过程中也会不小心碰到按键，正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。
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。
消抖电路如下图中两个“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：消抖电路如下四、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。
当检测到按键释放后,也要给5ms～10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
五、无延时的软件消抖/*********************************************名称：键盘扫描子函数功能：在按键稳定期内判断键值，并返回键值**********************************************/uchar keyscan(void){static char key_state = 0;static char key_value = 0;uchar key_press, key_return = 0;key_press=turn_left&turn_right; //读按键I/O电平switch (key_state){case 0 : // 按键初始态if (key_press==0) key_state = 1; // 键被按下，但需要确认是否是干扰break;case 1 : // 按键确认态if (key_press==0)//如有键按下则不是干扰，判断键值{if(turn_left==0) //判断是哪一个按键被按下key_value=1; //按键较多时可采用switch选择结构else if(turn_right==0)key_value=2;elsekey_value=0;key_state = 2; // 状态转换到键释放态}elsekey_state = 0; // 按键已抬起，属于干扰，转换到按键初始态break;case 2 :if (key_press==1){key_return=key_value;//按键释放后再输出键值,如果按下键就输出则可省略key_valuekey_value=0;key_state = 0; //如果按键释放，转换到按键初始态}break;}return key_return; //返回键值}/*********************************************名称：按键处理子函数功能：**********************************************/void key_operation(void){switch (keyscan()) //根据键值不同，执行不同的内容{case 1:hight_votage-=1;if(hight_votage<5)hight_votage=5;break;case 2:hight_votage+=1;if(hight_votage>25)hight_votage=25;break;default :break;}}系统的信号输入中，键盘因其结构简单而被广泛使用。
因此，对键盘的输入（逻辑0或1）进行准确采样，避免错误输入是非常有必要的。
理想的键盘输入特性如图1所示：按键没有按下时，输入为逻辑1，一旦按下则输入立刻变为逻辑0，松开时输入则立刻变为逻辑1。
图 1理想键盘输入特性然而实际的键盘受制造工艺等影响，其输入特性不可能如图1完美。
当按键按下时，在触点即将接触到完全接触这段时间里，键盘的通断状态很可能已经改变了多次。
即在这段时间里，键盘输入了多次逻辑0和1，也就是输入处于失控状态。
如果这些输入被系统响应，则系统暂时也将处于失控状态，这是我们要尽量避免的。
在触点即将分离到完全分离这段时间也是一样的。
实际键盘的输入特性如图2所示：图 2实际键盘输入特性我们可以看到：键盘在输入逻辑转换时，实际上是产生了瞬时的高频干扰脉冲。
按键消抖的目的在于消除此干扰，以达到接近图1所示的理想输入特性。
有两个阶段可以设法消除此干扰：1.在键盘信号输入系统之前（系统外）；2.键盘信号输入系统以后（系统内）。
在信号输入系统之前将抖动干扰消除，可以节省系统资源，提高系统对其他信号的响应能力，也就是硬件消抖。
一种比较巧妙的硬件消抖电路结构如图3所示：图 3用基本SR锁存器构成的消抖电路该电路利用基本SR锁存器的记忆作用消除开关触点振动所产生的影响。
开关S 每切换一次，输出端只有一次翻转，不存在抖动波形（读者可以根据SR锁存器功能自行分析，此处略）。
但是使用SR锁存器消抖只适用于单刀双掷开关，实际应用当中常用的键盘多是两个接线端的按键。
对此类按键的常用硬件消抖电路如图4所示：图 4常用键盘硬件消抖电路此电路利用电容平波，再经过施密特反相器整形之后就得到了没有毛刺的脉冲波。
软件消抖要占用系统资源，在系统资源充足的情况下使用软件消抖更加简单。
软件消抖的实质在于降低键盘输入端口的采样频率，将高频抖动略去。
实际应用中通常采用延时跳过高频抖动区间，然后再检测输入做出相应处理。
一般程序代码如下：这段软消抖程序从机理上看不会有什么问题，通常在软件程序不太"繁忙"的情况下也能够很好的消抖并做相应处理。
但是如果在延时期间产生了中断，则此中断可能无法得到响应。
对于硬件资源丰富的FPGA系统，可以使用硬件来减轻软件工作量，通常称之为"硬件加速"。
在按键信号输入到软件系统前用逻辑对其进行一下简单的处理即可实现所谓的"硬件消抖"，verilog代码如下：该程序中设置了一个20ms计数器，通过间隔20ms对输入信号inpio采样两次，两次相同则认为键盘输入稳定，得到用硬件逻辑处理后的inpio_swin信号则是消抖处理过的信号。
软件程序就不再需要delay()来滤波了，也不会出现使用纯软件处理出现的"中断失去响应"的情况了，这就是"硬件加速"的效果。
上述verilog代码采用间隔采样来达到消抖的目的，对于不同物理特性的键盘，最佳的间隔时间采样时间也不同，因此还存在一些不稳定因素。
下面介绍一种更好的软消抖程序，同样采用"硬件加速"，不同之处在于使用了有限状态机来实现，其VHDL代码如下：SIGNAL pre_s, next_s: state; BEGINP0:PROCESS( reset, clk )BEGINif reset = '0' thenpre_s <= s0;elsif rising_edge( clk ) thenpre_s <= next_s;elsenull;end if;END PROCESS P0;P1:PROCESS( pre_s, next_s, din ) BEGINcase pre_s iswhen s0 =>dout <= '1';if din = '1' thennext_s <= s0;elsenext_s <= s1;end if;when s1 =>dout <= '1';if din = '1' then next_s <= s0;elsenext_s <= s2;end if;when s2 =>dout <= '1';if din = '1' then next_s <= s0;elsenext_s <= s3;end if;when s3 =>dout <= '0';if din = '1' then next_s <= s0;elsenext_s <= s1;end if;end case;该VHDL代码描述了一个状态机，其状态转换图如图所示：图 5状态转换图该状态机有4个状态：S0、S1、S2、S3，其中前3个状态输出高电平，最后一个状态输出低电平。
初始状态为S0，设按键未按下时为高电平，按下则为低电平。
在按键按下到完全生效期间有一系列的抖动，对于持续时间为1-2个时钟周期的低电平抖动将被消除，对于持续时间为3个或以上时钟周期的低电平则认为按键有效，输出一个时钟周期的低电平脉冲（读者可以根据状态转换图画出相应的时序图进行分析）。