MCU的按鍵電路設(shè)計

按鍵電路在設(shè)計開始就是選擇按鍵，一般來說根據(jù)其工作的極限條件來選擇，特別是電壓和電流的極限條件。有些開關(guān)用在大電流，大電壓場合，對單片機來說，一般不需要考慮這個因素，因為一般的開關(guān)耐壓都在幾十V,電流也在1A左右，所以對單片機的按鍵挑選的也比較隨意，最多可能就是選擇貼片還是直插，還有尺寸規(guī)格方面需要考慮。

本次設(shè)計采用的是輕觸開關(guān)，下圖是其部分參數(shù)。

接下來就開始設(shè)計電路了，開關(guān)對于單片機來說最常見的問題來說就是按鍵抖動，一般抖動為按下和釋放的前后20ms,容易造成誤觸發(fā)。消除抖動有硬件和軟件兩種方式。下面由于是設(shè)計硬件，本次采用了硬件消除抖動的方式來設(shè)計開關(guān)。

下面一幅圖是最簡單的一種電路，兩個電路就是觸發(fā)電平不同而已，一個按下為低電平，一個按下為高電平，但沒有消除硬件抖動，若采用這種電路那勢必要在單片機軟件編程里面進行設(shè)置。下面將從硬件層面對這部分電路進行改進。

抖動一般產(chǎn)生在前后按下和釋放時候，而且多為毛刺，這就好比是一個高頻成分，那通過加電容進行濾波就可以實現(xiàn)，本質(zhì)上是利用了電容充放電的原理。

那下面就是電容怎么加和取值的問題了。

抖動是按鍵產(chǎn)生的，那電容就應(yīng)該加在按鍵所在的回路中。又由于其抖動大約為20ms,所以要確保電容充放電時間大于20ms.

該電路中充放電時間為t=RCIn[(3.3-0)/(3.3-3.3*0.7)]=RCIn(10/3)=1.2RC>20ms,

這里取R為200K,C取0.1uF?? RC=20ms

其實在實際產(chǎn)品中一般采用軟件消抖的方式，即不采用RC濾波的方式，而是采用軟件延時的方式去判斷按鍵的有效，這也是出于成本的考慮，外加電容和電阻會提高生產(chǎn)成本。

說到了軟件消除抖動，那也就來順便講講這個，話不多說先直接放出兩張圖

上面兩副圖對應(yīng)于按鍵操作，第一個是采用FPGA抓取信號看到按鍵信號有跳變，第二個就是單片機里按鍵處理程序，其中關(guān)鍵在于靜態(tài)變量key_flag的使用，特別重要的就是進入函數(shù)體內(nèi)部時候記得寫0和將其變量作為進入函數(shù)的條件，這樣按鍵一次后就產(chǎn)生固定值，不會發(fā)生跳變和改變。上面這個程序可能還不夠完善，一般的來說大家在寫按鍵的時候可以采用分層的思想去實現(xiàn)，就是底層驅(qū)動為一層，主要就是可以拿到實際的高低電平，當(dāng)然肯定是消除抖動過的，再中間一層就是對這些信號的處理，其中又可以根據(jù)這些信號長短分成不同的長按鍵信號和短按鍵信號，更有快按或者慢按，這部分可以通過狀態(tài)機實現(xiàn)。最上面一層就是根據(jù)這些信號其實就是應(yīng)用層直接拿來用了。

最后提示一下，按鍵處理其實在實際項目中用到的特別多，也特別實用，還有類似的矩陣掃描等等。