按鍵的硬件消抖電路原理詳解

為什么要進(jìn)行按鍵消抖

按鍵消抖通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點斷開、閉合時，由于機(jī)械觸點的彈性作用，一個按鍵開關(guān)在閉合時不會馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時也不會一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

按鍵的抖動對于人類來說是感覺不到的，但對單片機(jī)來說，則是完全可以感應(yīng)到的，而且還是一個很“漫長”的過程，因為單片機(jī)處理的速度在“微秒”級，而按鍵抖動的時間至少在“毫秒”級。

一次按鍵動作的電平波形如下圖。存在抖動現(xiàn)象，其前后沿抖動時間一般在5ms~10ms之間。由于單片機(jī)運(yùn)行速度非?？欤?jīng)過A時刻的時候會檢測到低電平判斷按鍵被按下。當(dāng)?shù)搅薆時刻的時候，單片機(jī)同樣會檢測到高電平，誤以為松開按鍵，然后又到了C時刻檢測到低電平，判斷到按鍵被按下。周而復(fù)始，在5-10ms內(nèi)可能會出現(xiàn)很多次按下的動作，每一次按鍵的動作判斷的次數(shù)都不相同。

為確保單片機(jī)對按鍵的一次閉合僅作一次處理，必須處理按鍵抖動問題。在按鍵閉合或者釋放穩(wěn)定時再讀取按鍵的狀態(tài)。

硬件消抖電路

硬件消抖一般有兩種實現(xiàn)方式：

RS觸發(fā)器

電容濾波

RS觸發(fā)器

利用RS觸發(fā)器來吸收按鍵的抖動。一旦有鍵按下，觸發(fā)器立即翻轉(zhuǎn)，觸電的抖動便不會再對輸出產(chǎn)生影響，按鍵釋放時也一樣。RS觸發(fā)電路消抖電路圖如下。

電容濾波

將電容并聯(lián)在按鍵的兩端，利用電容的放電的延時特性。將產(chǎn)生抖動的電平通過電容吸收掉。從而達(dá)到消抖的作用，電容消抖電路圖如下圖所示。

總結(jié)

實際上，在沒有MCU的情況下，對按鍵進(jìn)行消抖通常是通過硬件消抖電路來實現(xiàn)。而在嵌入式開發(fā)中，大多數(shù)情況下都是通過程序來實現(xiàn)按鍵消抖。簡單說就是加合適的延遲，顯然這實現(xiàn)成本要比硬件電路方式低得多。

審核編輯：湯梓紅