按键消抖电路
按键消抖电路是一种对按键信号进行抑制的电路，通常应用于用户在使用按键时会出现的抖动问题。它通常由一个或多个容性元件、一个或多个晶体管和一些电阻元件组成。该电路的原理是将按键的输入信号滤波，以避免按键受到的抖动影响。
按键消抖电路的工作原理是：当用户按下按键时，按键输入信号会先被一个容性元件所滤波，然后再被一个晶体管所放大，之后再通过电阻元件所分配，最后再输出到相应的系统。由于容性元件的存在，按键抖动的幅度会受到抑制，而按键的输出信号也会随之减弱，这样就能够有效地抑制按键抖动，从而避免在用户使用按键时出现不必要的麻烦。
按键消抖电路常用于一些重要的电子设备，例如汽车电子控制器、智能家居控制系统等，用于抑制按键抖动使得用户能够更加顺畅地操作设备，从而提高设备的可靠性和安全性。此外，按键消抖电路还可以用于提升按键的灵敏度，从而使得用户能够更加轻松的操作设备。
总的来说，按键消抖电路是一种非常有用的电路，它可以有效地抑制按键抖动，提高设备的可靠性和安全性，从而使用户能够更加顺畅地操作设备。
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。在微机系统中一般都采用软件延时的消抖方法。在用可编程逻辑器件FPGA／CPLD设计数字系统中，也可以用VHDL语言设计相应的时序和逻辑电路，对按键信号进行处理，同样可以达到消抖目的。本文利用Altera公司的可编程逻辑器件CPLD和QuartusⅡ，设计性能可靠的按键消抖电路。 2．1 按键消抖电路设计原理 按键消抖的关键是提取稳定的低电平(或高电平)状态，滤除按键稳定前后的抖动脉冲。在用基于VHDL 语言的时序逻辑电路设计按键消抖电路时，可以用一个时钟脉冲信号对按键状态进行取样，当第一次采样到低电平时，启动延时电路，延时结束后，再对按键信号进行连续三次取样，如果三次取样都为低电平，则可以认为按键已经处在稳定状态，这时输出一个低电平的按键确认信号，如果连续三次的取样中，至少有一次是高电平，则认为按键仍处在抖动状态，此时不进行按键确认，按键输出信号为高电平。 2．2 按键消抖电路设计 该控制电路采用VHDL语言的有限状态机的设计方法来描述和实现，其状态转换图如图2所示。
实 验 报 告 实验日期： 学 号： 姓 名： 实验名称： 消抖电路 总 分： 一、实验概述 运用LPM 原件定制DFF 触发器，并调用LPM 定制的DFF 触发器，用VHDL 语言的元件例化实现消抖电路并了解其工作原理。 二、实验原理 1、触发器原理 触发器是一种可存储1位二进制码的逻辑电路，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。触发器有一对互补输出端，输出状态不仅与当前输入有关，还与前一输出状态有关。触发器有两个稳定状态，在一定的外界信号作用下会发生状态翻转。 2、消抖电路原理 脉冲按键与电平按键通常采用机械式开关结构，其核心部件为弹性金属簧片。按键信号在开关拨片与触电接触后经多次弹跳才会稳定，而在按键过程中，可能出现了多个脉冲。因此需要根据实际情况进行按键消抖处理以提取稳定脉冲，在按键过程中提取稳定的电平状态，通过对抖动脉冲多次检测信号按键电平值，并提取一前一后两个信号按键电平值来进行比较，以此来获取开关状态。输出一个周期的脉冲时，要求前一次检测到的电平信号为低电平，后一次检测到的电平信号为高电平时。 3、结构图： 三、实验设计 时钟信号 元件记忆当前的按键信号电平 元件记忆上一次按键信号电平 两次按键的电平进行比较 脉冲信号
1、LPM元件定制DFF触发器 （1）设置lpm_ff元件选择Installed Plug-Ins→Storage→lpm_ff项。 （2）LPM元件定制步骤，设置输入data为1位，clock为时钟信号，类型为D 型。 （3）添加异步清零和异步置1。 （4）aclr异步清零且高电平有效，aset异步置1且高电平有效，二者无效时，q输出由clock上升沿触发更新为data。 （5）调出其vhd文件添加至消抖电路的工程中。 （6）仿真验证并下载。 功能仿真波形分析 参数:end time 为2.0ns，grid size为100ns； 信号:alcr 异步清零且高电平有效，二进制； aset异步置1且高电平有效，二进制； 二者无效，q(二进制)输出由clock(二进制)上升沿触发更新为 data(二进制)。 aclr输入无效，aset 输入有效，q输出1 aclr和aset均无效，q输出1；clock上升时，触发更新为data，q输出0 aclr和 aset均无 效，q输 出1； clock上 升时，触 发更新 为data， q输出1； aclr异步 清零，q 输出0 aclr有 效，aset 无效，清 零得q输 出0；aclr 和aset 均无效， q输出0； clock上 升时，触 发更新 为data， q输出0；
vivado按键消抖原理 按键消抖是指在数字电路中，当按键按下或释放时，由于按键机械开关的特性，会导致电路出现不稳定的信号状态。这种不稳定状态可能会导致错误的触发，例如出现多次触发或漏触发。因此，为了确保按键信号的稳定性和可靠性，需要进行按键消抖处理。 按键消抖的原因主要有两个方面。首先，按键机械开关的接触面存在微小的弹跳现象，当按键按下或释放时，接触面会在短时间内反复接触和分离，导致电路信号出现多次变化。其次，由于电路中存在的噪声干扰，也会使得按键信号产生抖动。 为了解决按键消抖问题，可以采用硬件和软件两种方法。硬件方法主要通过添加滤波电路或使用稳定的按键开关来消除按键弹跳现象。滤波电路可以通过RC电路或者使用专用的按键消抖芯片来实现。而软件方法主要通过在数字电路中添加按键消抖算法来处理按键信号。 在Vivado中，按键消抖可以通过使用状态机来实现。状态机是一种用于描述系统行为的模型，可以根据输入信号的状态变化来改变系统的状态和输出。在按键消抖中，可以使用状态机来检测按键信号的变化，并根据一定的状态转换规则来消除按键弹跳现象。 具体实现时，可以将按键信号作为输入，将按键状态和输出作为状
态机的状态和输出。当按键信号发生变化时，状态机会根据一定的状态转换规则进行状态转换，并输出消抖后的按键信号。常用的状态转换规则包括按键按下时状态转换为按下状态，按键释放时状态转换为释放状态，以及连续按键时状态不变。 在Vivado中，可以使用Verilog或VHDL等硬件描述语言来编写状态机代码。首先，需要定义状态机的输入、输出和状态变量，并初始化各个变量的初始值。然后，需要编写状态转换规则和输出逻辑，根据输入信号的状态变化来改变状态和输出。最后，需要将状态机代码综合生成对应的逻辑电路，并进行仿真和验证。 总结起来，按键消抖是数字电路设计中常见的问题，为了确保按键信号的稳定性和可靠性，需要进行按键消抖处理。在Vivado中，可以使用状态机来实现按键消抖，通过定义状态转换规则和输出逻辑，消除按键弹跳现象。通过合理的设计和验证，可以实现按键消抖的功能，并提高数字电路的可靠性和稳定性。
按键的防抖技术 键盘，作为向系统操作人员的干预指令的接口，以其特定的按键序列代表着各种确定 的操作命令，所以，准确无误的辨认每个键的动作和其所处的状态，是系统能否正常工作 的关键。 大多数键盘的按键大多使用机械弹性开关。电信号通过机械触点的打开和关闭过程完 成高电平和低电平之间的切换。由于机械触点的弹性作用，钥匙开关在闭合和断开时必须 伴随一系列抖动，其波形如图所示： 抖动过程的长短是由按键的机械特性决定，一般是10~20ms。为了使cpu对一次按键 动作只确认一次，必须消除抖动的影响，可以从硬件及软件两个方面着手： （1）硬件防抖技术 通过硬件电路消除按键过程中的抖动的影响是一种广为采用的措施。这种做法，工作 可靠且节省机时，下面介绍两种硬件防抖电路。 ① 滤波器防抖电路 利用rc积分电路对干扰脉冲的吸收作用，选择好电路的时间常数，就能在按键抖动 信号通过此滤波电路时，消除抖动的影响。滤波防抖电路入，如图所示： +15vr15。1ksw243215。1KR22UF174LS062输出 由图可知，当按键sw2按下时，电容c两端的电压钧为0，非门输出为1。当sw2按 下的时候，由于c两端电压不可能产生突变。尽管在触点接触的过程中可能会出现抖动， 只要适当选却r1，r2和c值，即可保证电容c两端的充电电压波动不会超过非门的开启 电压（ttl为0.8v），非门的输出将维持高电平。同理，在触点k断开的时候，由于电容 c经过r2放电，c两端的放电电压波动不会超过门的关闭电压，因此，门的输出也不会改变。总之，只要r1，r2，c的时间常数选择适当，确保电容c由稳态电压充电到开启电压，或放电到关闭电压的延迟时间等于或大于10ms,该电路就能消除抖动的影响。 ② 双稳防抖电路 用两个非门构成一个rs触发器，即可构成双稳态防抖电路，其原理电路如图： +5vr14。7ku1a1a（on）74ls0023qoutk4u1b74ls006q#5r34。7k+5vb（关闭） 设按键k未按下时，建k与a端（on）接通。此时，rs触发器的q端为高电平1，致 使q#端为低电平0,。此信号引至u1a与非门的输入端，将其锁住，使其固定输出为1。每当开关k被按动时，由于机械开关具有弹性，在a端形成一连串的抖动波形。而q#端在k 到达b之前失重为0。这时，无论a处出现怎么样的电压（0或1），q端恒为1。只有当 k到达b端，使b端为0，rs触发器发生反转，q#变为高电平，导致q降低为0，并锁住
状态机实现去抖动原理：按键去抖动关键在弄提取键稳定的电平状态，滤除前沿、后沿抖动毛刺。对于一个按键信号，可以用一个脉冲对它进行取样，如果连续三次取样为低电平，可以认为信号已经处于键稳定状态，这时输出一个低电平的按键信号。继续取样的过程如果不能满足连续三次取样为低，则认为键稳定状态结束，这时输出变为高电平。 设计的状态转换图如图所示。Reset信号有效时，电路进入复位状态s0，这时认为取样没有检测到低电平，在输入取样过程中，每次检测到一个低电平，发生依次向下的状态转移，直到连续检测到三个低电平时，进s3态，这时输出置低（按键信号稳定态），在中间状态s1，s2时，一旦检测到高电平，就进入s0状态，重新检测。 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity xiaod is port( clk : in std_logic ; reset : in std_logic ; din : in std_logic ; dout : out std_logic); end entity; architecture rtl of xiaod is TYPE state IS( s0,s1,s2,s3); SIGNAL pre_s, next_s: state; begin process( reset, clk ) begin if reset = '0' then pre_s <= s0;
elsif rising_edge( clk ) then pre_s <= next_s; else null; end if; end process; process( pre_s, next_s, din ) begin case pre_s is when s0 => dout <= '1'; if din = '1' then next_s <= s0; else next_s <= s1; end if; when s1 => dout <= '1'; if din = '1' then next_s <= s0; else next_s <= s2; end if; when s2 => dout <= '1'; if din = '1' then next_s <= s0; else next_s <= s3; end if; when s3 => dout <= '0'; if din = '1' then next_s <= s0; else next_s <= s1; end if; end case;
verilog按键消抖原理 （原创版） 目录 1.Verilog 简介 2.按键消抖的概念 3.按键消抖的实现原理 4.实际应用中的按键消抖设计 5.总结 正文 【1.Verilog 简介】 Verilog 是一种硬件描述语言，主要用于数字系统硬件的描述、模拟和验证。在数字电路设计和 FPGA 开发领域，Verilog 被广泛应用。通过Verilog，设计人员可以对硬件电路进行建模、模拟和验证，以确保设计满足性能要求。 【2.按键消抖的概念】 按键消抖，又称按键去抖，是一种在按键输入过程中消除误触发的技术。在实际应用中，按键输入可能会受到噪声、抖动等因素的影响，导致误触发。按键消抖的目的就是消除这些干扰，确保按键输入的准确性。 【3.按键消抖的实现原理】 按键消抖的实现原理主要有两种：软件消抖和硬件消抖。 （1）软件消抖：软件消抖是通过程序算法实现的。在按键触发时，程序会检测按键触发信号是否满足一定的条件，例如连续触发次数、触发时间间隔等。如果满足条件，则认为这是一个有效的按键触发，否则不予响应。
（2）硬件消抖：硬件消抖是通过硬件电路实现的。硬件消抖电路通常包括滤波器、延迟器等组件。当按键触发信号输入时，滤波器会滤除噪声，延迟器会消除触发信号的抖动，从而保证输出信号的稳定性。 【4.实际应用中的按键消抖设计】 在实际应用中，按键消抖设计需要考虑多种因素，如按键触发信号的噪声、抖动特性，系统的响应速度等。为了实现高效、可靠的按键消抖，设计人员需要对这些因素进行综合考虑，选择合适的消抖方案。 【5.总结】 按键消抖是一种重要的技术，可以有效消除按键输入中的误触发，提高系统的稳定性和可靠性。
认识触发器 在生活中我们常遇到多个用户申请同一服务，而服务者在同一时间只能服务于一个用户的情况，这时就需要把其他用户的申请信息先存起来，然后再进行服务，图1.1就是一个这样例子的示意图。其中将用户的申请信息先存起来的功能需要使用具有记忆功能的部件。 图 1.1 触发器作用的示意图 在数字电路中，也同样会有这样的问题。如果对二值（0、1）信号进行逻辑运算，长要将这些信号和运算结果保存起来。因此，也需要使用具有记忆功能的基本单元电路。我们把能够存储一位二值信号的基本单元电路成为触发器。 下面来了解一下触发器的特征吧。
基本RS 触发器 1、电路组成 将两个与非门的输入端与输出端交叉耦合就组成一个基本RS 触发器。如图1.2所示： 图1.2 基本RS 触发器 （1）2个输入端D R 、D S ，2个输出端Q 、Q 。 （2）触发器的状态：触发器Q 的状态。 Q = 0（Q = 1） Q = 1（Q = 0） （3）稳定时，触发器有两种可能的稳态，“0”、“1”又称双稳态。 （4）触发器工作正常时，Q 和Q 的逻辑关系是互补的。 要实现两个稳态的转换→外加适当的触发信号。 按照图1.2所示在实验台上连接电路，Q 和Q 接0－1指示器。给输入端D R 、 D S 分别加上（0，0），（0，1），（1，0），（1，1）电平，注意观察输出端Q 和Q 的状态变化。 根据所观察的现象完成下表：
通过观察我们能得到以下结论： （1）触发器置0：把D R 端加_______使触发器由1 → 0。 （2）触发器置1：把D S 端加_______使触发器由0 → 1。 用或非门组成的基本RS 触发器 基本RS 触发器也不由两个或非门组成，其逻辑图和逻辑符号分别如图1.3(a)、（b ）所示。它是采用正脉冲置1，所以在图 1.3(b)的符号种置0 和置 1的输入端阴险靠方框处无小圆圈，R,S 也不加非号。 不难分析，它的特性表如表1.2所示。 图1.3 或非门组成的基本RS 触发器 表1.2 特性表 集成RS 触发器
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。具体步骤如下： 1. 按键滤波电路：在按键电路中添加一个RC滤波电路，用于对按键信号进行平滑处理。这样可以降低按键信号的幅度和速率，减少按键抖动的可能性。 2. 延时电路：在按键电路中添加一个延时电路，用于延时一段时间后再次采集按键状态。这段时间的长短要根据按键的特性和使用环境来决定。 3. 状态稳定判断：在延时过后，再次采集按键状态，如果按键状态仍然保持稳定，则判断为有效的按键操作。 软硬件结合消抖 软硬件结合的方式是将软件消抖和硬件消抖相结合，以实现更好的按键消抖效果。通过软件均衡处理按键信号，同时通过硬件电路设计对信号进行滤波和延时处理，能够更好地保证按键的稳定性和可靠性。 按键消抖的应用场景 按键消抖技术广泛应用于各种电子设备中，特别是那些需要频繁使用按键进行操作的设备。以下是按键消抖常见的应用场景： 1. 电子游戏手柄：在游戏中，按键的准确操作对于游戏体验至关重要。游戏手柄中通常会采用按键消抖技术，以避免多次触发导致的误操作。 2. 电子仪器设备：在一些需要频繁操控的测量仪器中，按键消抖能够提高仪器的稳定性和准确性，避免误操作带来的测量误差。 3. 电视遥控器：遥控器是我们日常生活中经常使用的设备之一，按键消抖技术能够保证遥控器按下后只触发一次信号，避免频繁按键带来的不便。 总结 按键消抖是解决按键抖动问题的一种技术处理方式。通过延时和状态稳定来处理按键信号，可以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。按键消抖可以通过软件消抖、硬件消抖或软硬件结合消抖的方式实现。这项技术广泛应用于各种电子设备中，以提高设备的可靠性和用户体验。希望本文能够帮助读者更好地了解按键消抖的原理和实现方法。
按键消抖的原理 按键消抖是指在按键被按下或松开时，因按键触点的弹性以及机械结构原因，导致按键信号在短时间内频繁抖动，从而产生多次触发信号的现象。为了有效避免按键抖动对系统带来的干扰和误操作，需要进行按键消抖处理。按键消抖的原理主要包括硬件消抖和软件消抖两种方式。 硬件消抖是通过在按键电路中添加外部元件实现的。常见的硬件消抖方式包括使用电容、电感或者滤波器等元件，通过延迟、滤波或者稳定电平等方式来消除按键抖动信号。电容消抖的原理是利用电容的充放电特性，将抖动的信号通过电容进行延时处理，从而产生稳定的按键触发信号。电感消抖则是利用电感的滤波特性，通过电感对抖动信号进行滤波处理，从而获得稳定的按键信号。而滤波器消抖则是通过在电路中加入滤波器元件，对抖动信号进行滤波处理，使得按键信号变得稳定可靠。硬件消抖的优点是简单可靠，但缺点在于需要占用额外的电路资源和成本，且对于信号干扰抑制能力有一定的限制。 软件消抖是通过程序算法来实现的，常见的软件消抖方式包括延时消抖、状态机消抖和计数器消抖等。延时消抖的原理是在按键按下后通过一个设定的延时时间来判断按键的有效触发，若在延时时间内未出现抖动信号，则判定为有效触发信号。状态机消抖是通过设定按键的状态机来判断有效触发信号，只有在按键状态经过一定的稳定转换后才判断为有效触发。计数器消抖则是通过设定一个计数器，在计数器计数达到一定次数后才判断为有效触发信号。软件消抖的优点是不需要额外的硬件资源，可灵活性高，但缺点在于需要占用系统的处理器资源和对于时
间精度的要求较高。 在实际应用中，通常会结合硬件消抖和软件消抖来实现按键的稳定触发。例如在按键电路中加入电容滤波器来消除抖动信号，同时在系统程序中采用延时消抖或状态机消抖算法来进一步确保按键信号的稳定可靠。这样既能保证按键信号的稳定触发，又能兼顾系统的资源和成本。 综上所述，按键消抖是通过硬件或者软件手段对按键信号进行处理，消除由按键触点的弹性抖动引起的干扰信号，从而获得稳定的按键触发信号。硬件消抖通过添加外部元件来实现，包括电容、电感和滤波器等；软件消抖则是通过程序算法来实现，包括延时消抖、状态机消抖和计数器消抖等。在实际应用中，通常会结合硬件消抖和软件消抖来实现按键的稳定触发，以确保系统的稳定性和可靠性。
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。
键盘的消抖原理 键盘消抖是指在通过键盘输入时，对于一个按键在被按下到最终确认的过程中，可能会出现多次触发的情况，这样会导致输入数据错误，给使用者带来很大的困扰。消抖技术旨在解决这一问题，通过特定的电路设计或编程算法，将输入信号进行抑制或过滤，以保证输入数据的准确性。 一、消抖技术的原理 1. 机械式按键的消抖 机械式按键的消抖主要是通过按键的物理特性来实现的。当按键被按下时，按键头与底座之间会产生一定的位移或压缩，导致弹簧被压缩或弯曲，使得电路闭合，从而产生按键信号。为了避免按键震动在电路中产生的反复触发问题，通常会在按键电路中加入一个RC电路或短暂延时电路。在按键按下后，通过加电、蓄电和放电等过程，使得输入信号稳定下来，从而消除了多余的触发信号。 触摸式按键的消抖主要是通过电容值的变化来识别按键信号的。当手指接触到触摸板时，会引起电容量的变化，从而识别出按下的位置和时间。在识别过程中，通常利用滤波器或计数器进行信号的稳定化处理，消除不稳定的噪声输入。还可以利用防误触算法，对快速按下和抬起的操作进行识别和排除。 矩阵式按键是由多个按键交错排列而成的，通过多个行列连接交叉的方式来实现按键的输入。在输入时，需要依次扫描每个按键的状态，并将状态从矩阵输出到处理器或控制器中。为了防止按键的反复触发，通常可以采用“按下即认为有效，抬起则认为无效”的算法，以保证输入数据的准确性。还可以利用短暂延时电路或状态寄存器等技术来消除抖动干扰，从而有效地提高按键输入的精度和可靠性。 1. 电子游戏 电子游戏是一种需要快速响应、高精度的应用场景，玩家需要在短时间内完成复杂的操作，并保证输入的准确性和流畅度。此时，键盘消抖技术就显得尤为重要，可以有效消除按键的抖动和误触干扰，提高玩家的游戏体验和胜率。 2. 工控设备 工控设备是一种需要高可靠性、稳定性和安全性的系统。在工控设备中，键盘消抖技术可以保证输入的精度和可靠性，减少系统的故障率和维护成本。还可以结合密码算法等技术来实现双重认证和访问控制，保证数据的安全性和保密性。 3. 家用电器
一、消抖电路设计仿真 1、根本知识点 LPM定制D触发器。 按键消抖电路的设计，仿真，应用。 2、实验设备 （1）PC机一台。 （2）自制数字系统试验箱。 （3）QuartusⅡ配套软件。 3、实验概述 消抖电路原理及实现 脉冲按键与电平按键通常采用机械式开关构造，其核心部件为弹性金属簧片。因为按键信号在开关拨片与触电接触后经屡次弹跳才会稳定，所以设计者需要根据实际情况进展按键消抖处理以提取稳定脉冲。常见的电平检测消抖法通过屡次检测按键信号电平值，并比拟判断来获取开关状态。 4、实验内容及步骤 〔1〕利用PLM实现D触发器，并生成VHDL文件。 1，新建工程所在文件夹名称为d_chufaqi，工程名称和顶层实体名称均为d_chufaqi，选择目标器件为EPF10K20TI144-4. 2，选择菜单Tools——Mega Wizard Plug-in Manager命令，弹出如下对话框： 3，如上图选择Ne*t，弹出如下列图所示宏功能选择对话框： 4，如上图在左侧选择Installed Plug-in——storage——lpm_ff。设置目标器件为Fle*10K，元件名为d_chufaqi，文件输出类型为VHDl。单机Ne*t，弹出如下列图： 如上图设置，点击Ne*t，对话框如下： 设置如上，然后点击finish。此时便在工程文件夹下得到了d_chufaqi的VHDL 文件。
〔2〕设计消抖电路。 1、新建工程，工程文件夹、工程名、顶层实体名均命名为*iaodou，将上一步 得到的D触发器的VHDL文件复制到本工程文件夹中，创立VHDL文件，代码如下: library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; entity *iaodou is port( clk:in std_logic; d_in:in std_logic; d_out:out std_logic); end *iaodou; architecture a of *iaodou is signal w,*:std_logic; ponent d_chufaqi is port( clock: in std_logic; data:in std_logic; Q: out std_logic); end ponent; Begin dff1:d_chufaqi port map( clk,d_in,w); dff2:d_chufaqi port map( clk,w,*); d_out<=w and (not *);
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。其中，单片机按键原理详细介绍了按键在单片机系统中的作用和工作原理；按键消抖的必要性解释了为什么需要采用消抖电路来避免按键误触和信号干扰。 结论部分则以按键电容消抖电路的设计原理和电路实现与测试结果作为主题。设计原理详述了按键电容消抖电路的工作原理和设计要点；电路
按键消抖电路硬件电路方法 1. 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。 因此，使用按键的计数电路都会增加单稳态电路避免记数错误。 2. 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，下面介绍几种简单的硬件消抖电路，有关软件消抖方法请查阅其他资料。
3.硬件消抖电路 （1）基本RS触发器 一般用在单刀双掷开关，且开关数量少的情况。 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。 （2）积分电路 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：
（3）积分+比较器（最常用！） 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。 （4）D触发器+100Hz时钟 如图，要求抖动时间小于时钟周期（10ms），且按键持续时间大于10ms；一般用于FPGA的数字系统设计，因为需要提供时钟信号，采用模拟电路设计不便。