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(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)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(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

按鍵是電子設(shè)備中常見的輸入設(shè)備之一，用戶通過按下或松開按鍵來向設(shè)備發(fā)送指令。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料等因素，按鍵會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，即在按下或松開按鍵時(shí)會(huì)出現(xiàn)多次短暫地接觸或斷開的情況。這種抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的誤操作和不穩(wěn)定的運(yùn)行，因此需要進(jìn)行按鍵消抖處理。

按鍵抖動(dòng)的原因

1.機(jī)械結(jié)構(gòu)因素：按鍵的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括按鍵帽、按鍵桿、按鍵底座等部分，這些部分之間存在間隙和摩擦，當(dāng)用戶按下或松開按鍵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微小的振動(dòng)和反彈。

2.材料因素：按鍵的材料也會(huì)影響其穩(wěn)定性，例如，金屬材料容易產(chǎn)生彈性變形，而塑料材料則容易產(chǎn)生塑性變形。

3.環(huán)境因素：按鍵所處的環(huán)境也會(huì)對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，例如，溫度、濕度等因素會(huì)影響按鍵材料的物理特性，從而影響其穩(wěn)定性。

按鍵抖動(dòng)的原理

按鍵抖動(dòng)的原理是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料等因素導(dǎo)致的微小振動(dòng)和反彈。當(dāng)用戶按下或松開按鍵時(shí)，按鍵帽會(huì)與按鍵桿接觸并產(chǎn)生壓力，但由于機(jī)械結(jié)構(gòu)中的間隙和摩擦，按鍵帽會(huì)產(chǎn)生微小的振動(dòng)和反彈，導(dǎo)致多次短暫地接觸或斷開。

按鍵消抖的方法

為了消除按鍵抖動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響，需要采用一定的消抖方法。常用的按鍵消抖方法有以下幾種：

1.軟件消抖：軟件消抖是通過程序?qū)崿F(xiàn)的，主要有兩種方法：延遲法和計(jì)數(shù)法。延遲法是在檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變化后，延時(shí)一段時(shí)間再進(jìn)行確認(rèn)；計(jì)數(shù)法則是在檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變化后，連續(xù)檢測(cè)一定次數(shù)，如果狀態(tài)沒有發(fā)生變化，則確認(rèn)為有效狀態(tài)。

2.硬件消抖：硬件消抖是通過電路實(shí)現(xiàn)的，硬件消抖有多種方法。第一種方法是應(yīng)用施密特電路的回差特性配合積分電路實(shí)現(xiàn)按鍵消抖，應(yīng)用電路如圖所示。

圖 應(yīng)用積分電路實(shí)現(xiàn)按鍵消抖

第二種方法是應(yīng)用鎖存器的保持功能實(shí)現(xiàn)開關(guān)消抖，應(yīng)用電路如圖所示。

圖 應(yīng)用鎖存器實(shí)現(xiàn)開關(guān)消抖

3.綜合消抖：綜合消抖是結(jié)合軟件和硬件兩種方法來實(shí)現(xiàn)的。在硬件方面，可以采用濾波器或RC濾波器來濾除高頻噪聲；在軟件方面，可以采用延遲法或計(jì)數(shù)法來進(jìn)行確認(rèn)。

4.定時(shí)器按鍵消抖：按鍵采用中斷驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)按鍵按下以后觸發(fā)按鍵中斷，在按鍵中斷中開啟一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)周期為 10ms，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到了以后就會(huì)觸發(fā)定時(shí)器中斷，最后在定時(shí)器中斷處理函數(shù)中讀取按鍵的值，如果按鍵值還是按下狀態(tài)那就表示這是一次有效的按鍵。

如圖所示：

結(jié)論

按鍵抖動(dòng)是電子設(shè)備中常見的問題，會(huì)對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和用戶體驗(yàn)產(chǎn)生不良影響。為了消除按鍵抖動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響，需要采用一定的消抖方法。常用的消抖方法有軟件消抖、硬件消抖和綜合消抖等。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的消抖方法，以提高設(shè)備的穩(wěn)定性和用戶體驗(yàn)。