一种软件去除键抖动的方法
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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。
按键消抖电路的问题及解决方案引言在很多电子设备和系统中,我们经常会遇到按键输入的问题,尤其是当按键被长时间按下或快速频繁按下时,可能会出现按键误触或重复触发的现象。
为了解决这个问题,需要使用按键消抖电路。
按键消抖电路是一种用于解决按键输入中抖动问题的电路,其主要功能是确保每个按键信号只被触发一次。
本文将介绍按键消抖电路可能遇到的问题,并提供相应的解决方案。
问题一:按键抖动按键抖动是指在按键被按下或释放的瞬间,由于机械开关的弹性导致的电气接触不稳定现象。
抖动会导致信号在短时间内多次切换,从而可能引起系统错误触发或功能失效。
解决方案: - 硬件滤波:可以使用外部电容器和电阻器组成的RC电路来进行硬件滤波。
通过适当选择电容和电阻值,可以使抖动信号被滤除,只有稳定的按键信号被传递给后续电路。
- 软件滤波:可以在微控制器或数字逻辑芯片中使用软件滤波算法来处理按键信号。
软件滤波可以通过设置特定的时间窗口,在此期间内检测和记录按键状态变化,并在时间窗口结束时确定按键的最终状态。
这种方式可以有效抑制按键抖动,但需要相应的处理算法支持。
问题二:按键重复触发当按键被长时间按下时,由于机械开关的弹性使得接触点会产生微小的颤动,这可能会导致按键信号以较高频率持续触发,而不是期望的单次触发。
解决方案: - 软件消抖:可以在软件中设置合适的按键触发间隔。
当按键被按下时,记录触发时间,并在下一次检测到按键状态变化时,检查与上次触发时间的间隔是否超过设定的阈值。
如果超过阈值,则认为新的按键触发有效,否则忽略。
这种方式可以防止按键重复触发,但要求相应的处理算法支持。
- 硬件消抖:可以使用SR触发器或者集成了消抖功能的按键开关来进行硬件消抖。
SR触发器可以稳定输入信号,并将其作为触发器的输出,以确保只输出一次触发信号。
问题三:按键失效按键失效是指按键无法产生正确的信号输出。
这可能是由于电路连接不良、开关接触不良或按键磨损等原因导致的。
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。
这学期的EDA课程设计有涉及到一个按键信号稳定的问题,虽然就算没有这块处理,最后成绩只会扣3分,但自己觉得像LED亮度变化,数字钟设置这些功能,如果没有加进一个稳定按键信号的模块,根本不能算是已实现的功能。
按键消抖的程序在网上有几种可供选择,但这里只讨论一种,本人觉得简单得来又比较强大的一种。
其实消抖的原理就是把一个按键周期内所输入的所有有效信号,包括那些毛刺,处理成一个脉冲输入。
能达到这点,就可以实现消抖功能了。
功能的源代码:代码中的 key 是按键输入,count 是自定义的计数器,N的值可以根据需要结合时钟频率设置,如果只是想达到按键一次输入一个脉冲的效果,建议 count 的时长设为 5ms,key_en 是处理完后输出的单个脉冲,至于有效信号是 '0' 还是'1' ,这要看板上的电路设计了。
此代码中是 '0' 为有效信号。
不要怀疑这段代码有错,理清逻辑后再套用,如果弄不明白什么原理,建议还是别用,用了可能会更糟糕。
要注意的是一个 process 中只能有一个时钟信号,否则很容易出错,就算编译通过,实际操作还是不行。
所以如果要对多个按键消抖,一定要在 "if clk'event and clk='1' then" 语句的内部增加,别重新设置一个 clk'event 。
还有就是按键的消抖功能块最好用单独的 process 运行,将 key_en 设置成新的按键输入信号,而实际的输入信号 key 只在按键消抖的process 中读入。
之所以说这种消抖方法简单得来又比较强大,是因为这方法不需要用到什么状态机、component 之类较高级点的东西,只需要多个 process 即可;另外这种方法还有其他的拓展用途,比如可以利用这个 count 延时周期设置一个短按键和长按键的识别,实现长按此键切换或者 reset 等等的功能,这里不详细解释。
按键去抖动一、实验目的1、学习基于VHDL 描述状态机的方法;2、学习 VHDL 语言的规范化编程,学习按键去抖动的原理方法。
二、实验平台微机一台(Windows XP 系统、安装QuartusⅡ等相关软件)、CPLD 学习板一块、5V 电源线一个、下载线一条。
三、设计要求机械式轻触按键是常用的一种外围器件,由于机械原因导致的抖动会使得按键输入出现毛刺。
设计一个按键去抖动电路,并用按键作为时钟,结合计数器观察去抖动前后的效果有什么不同。
四设计方案思路提示:按键去抖动通常采用延时判断的方法,去除按键过程中出现的毛刺。
其实现过程是:当查询到按键按下时,延时一段时间再去判断按键是否仍然被按下,若是则此次按键有效,否则看作是干扰。
这可以利用状态机来实现,library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity qudou isport(clk, en: in std_logic;sp: out integer range 0 to 7);end qudou ;architecture behave of qudou istype state is (S0,s1,s2);signal z: std_logic;signal q: integer range 0 to 2; signal a: integer range 0 to 7; signal s: state;beginp1:process(clk)beginif(clk'event and clk = '1') thenif en='1' thenif q=2 thenq<=q;else q<=q+1;end if;else q<=0;end if;if q=2 thenz<='1';else z<='0';end if;case s iswhen s0=>if (z = '0') thens<=s0;a<=a;elses<=s1;a<=a+1;end if;when s1=>if (z='0') thens<=s0;a<=a;elses<=s2;a<=a;end if;when s2=>if (z='0') thens<=s0;a<=a;elses<=s2;a<=a;end if;end case;sp<=a;end if;end process p1;end behave;五.实验结果:。
一种软件去除键抖动的方法一种软件去除键抖动的方法摘要:单片机控制系统中大多使用控制键来实现控制功能。
消除按键瞬间的抖动是设计者必须要考虑的问题。
本文介绍一种很实用的软件去抖动方法,它借助于单片机内的定时中断资源,只要运算一下逻辑表达就完成了去抖动。
这个方法效率高,不耗机时且易实现。
文中使用的逻辑表达式由简单卡诺图和真值表推出,使该方法的机理容易理解。
文中还提供用C51单片机编程语言编写的实用例程。
关键词:单片机键处理控制系统去抖动键盘概述在单片机控制系统中,通过按键实现控制功能是很常见的。
对按键处理的重要环节是去抖动,包括去除按下和抬起瞬间的抖动。
去抖动的方法有很多种,如使用R-S触发器的硬件方法、运用不同算法的各种软件方法等。
硬件方法会增加成本和体积,对于按键较多的矩阵式键盘,会用硬件方法;软件方法用的比较普遍,但有一种加固定延时的去抖动法效率最低,它以无谓地耗费机时来实现去抖动。
此处介绍的是一种软件方法。
简单说来是一种运算法,配合定时中断读取按键,通过运算逻辑表达式:Keradyn=KtempKinput+Kreadyn-1(Ktemp⊙Kinput)(1) Ktemp=Kinput(2) 可以获得消除抖动的按键消息。
这种方法效率高,不需耗时的循环等待,而且算法简单、使用方便。
一、基本原理由于按键的按下与抬起都会有10~20ms的抖动毛刺存在,因此,为了获取稳定的按键信息,须要避开这段抖动期。
设置3个变量Kready、Ktemp和Kinput,并设置定时中断周期为20ms。
在定时中断服务程序中读取按键,并把读取的数据存于变量Kinput中。
变量Kready中是所需要的稳定的按键信息;Ktemp是中间变量,它的值是上一次的Kinput。
根据当前按键的状态,考虑到Kready中是20ms抖动后的有效键信息,则Kready、Ktemp和Kinput之间,在不同时刻的状态关系如表1所列。
表 1 时刻KreadyKtempKinput1000200130104001511161117110810191101000011000 时刻1为没有键按下的初始状态;时刻2的Kinput为1,但时刻3的Kinput又变为0,说明时刻2的Kinput为1并不是有键按下,可能只是干扰,所以Kreqdy为0;时刻4同时刻2的情况类似,但是时刻4和时刻5时Kinput都为1,说明有按键按下,在时刻5时Kready为1;虽然时刻7时Kinput为0,但时刻5、6、8时Kinput都为1,说明按键一直按下,只不过有干扰,Kready保持为1;时刻9、10连续两个时刻Kinput为0,表示按键抬起,时刻10时Kready为0。
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。
按键消抖——硬件消抖和软件消抖一、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。
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: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。
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。
一种软件去除键抖动的方法 摘要单片机控制系统中大多使用控制键来实现控制功能。
消除按键瞬间的抖动是设计者必须要考虑的问题。
本文介绍一种很实用的软件去抖动方法,它借助于单片机内的定时中 断资源,只要运算一下逻辑表达就完成了去抖动。
这个方法效率高,不耗机时且易实现。
文中使用的逻辑表达式由简单卡诺图和真值表推出,使该方法的机理 容易理解。
文中还提供用 51 单片机编程语言编写的实用例程。
关键词单片机键处理控制系统去抖动键盘 概述 在单片机控制系统中,通过按键实现控制功能是很常见的。
对按键处理的重要环节是去抖动,包括去除按下和抬起瞬间的抖动。
去抖动的方法有很多种,如使用-触发器的硬件方法、运用不同算法的 各种软件方法等。
硬件方法会增加成本和体积,对于按键较多的矩阵式键盘,会用硬件 方法; 软件方法用的比较普遍, 但有一种加固定延时的去抖动法效率最低, 它以无谓地耗费机时来实现去抖动。
此处介绍的是一种软件方法。
简单说来是一种运算法,配合定时中断读取按键,通过运算逻辑表达 式 =+-1⊙1 =2 可以获得消除抖动的按键消息。
这种方法效率高,不需耗时的循环等待,而且算法简单、使用方便。
一、基本原理 由于按键的按下与抬起都会有 10~20 的抖动毛刺存在,因此,为了 获取稳定的按键信息,须要避开这段抖动期。
设置 3 个变量、和,并设置定时中断周期为 20。
在定时中断服务程序中读取按键,并把读取的数据存于变量中。
变量中是所需要的稳定的按键信息; 是中间变量, 它的值是上一次的。
根据当前按键的状态,考虑到中是 20 抖动后的有效键信息,则、和 之间,在不同时刻的状态关系如表 1 所列。
表1 时刻 1000200130104001511161117110810191101000011000 时刻 1 为没有键按下的初始状态;时刻 2 的为 1,但时刻 3 的又变为 0,说明时刻 2 的为 1 并不是有键按下,可能只是干扰,所以为 0;时刻 4 同时刻 2 的情况类似,但是时刻 4 和时刻 5 时都为 1,说明有按键按下, 在时刻 5 时为 1;虽然时刻 7 时为 0,但时刻 5、6、8 时都为 1,说明按键 一直按下,只不过有干扰,保持为 1;时刻 9、10 连续两个时刻为 0,表 示按键抬起,时刻 10 时为 0。
通过分析可以看出,中是消除了抖动并在一定程度上排除了干扰的有 效按键信息。
从按键按下到为 1,最长时间约为 40,最短约为 20。
其时间长短取决于键按下时处于定时中断周期的所在时刻。
如果按键一直按下,则有效键信息以 20 的间隔重复输出。
仔细分析表 1,还可知道当前时刻的值不但与和有关,还与前一时刻 的值有关。
我们把的当前时刻记作,作为因变量;前一时刻记作-1,并和、一起 作为自变量,依照表 1 绘出卡诺图如图 1 所示。
表达式 1 就是由图 1 的卡诺图得出的最简逻辑表达式。
二、实际应用扩展 表达式 1 中的提供的是间隔 20 的重复键信息;有的地址不需要重复 键值, 按一次键获得一次键值就够了; 而有的应用系统则两种键值都要有, 比如电视监控系统的控制键盘中对镜头云台的控制需要重复键值,其他命 令键则不需要。
为了满足这种要求,就要对表达式 1 进行扩展。
为此,引入了另外两个变量和 1 个常量。
它们分别是、和。
作为最终的键信息输出;作为中间变量用作保存上一次去抖动后的键 信息;是常量,它的值需要先给定;0 对应非重复键,1 则对应重复键。
表露、、和之间关系的真值表 如表 2 所列。
表2 10111110011010000 由图 2 获得了如下最简逻辑表达式,作为表达式 1 的扩展 中是上一次的,所以 =4 根据表 2 绘出的卡诺图如图 2 所示。
表达式 3 是 1 个包含了表达式 1 的通用逻辑表达式。
它用于既有重复键输出也有非重复键输出的系统中。
对于只有重复键输出的系统,全为 1,则=,所以只用表达式 1 就可以 了。
如果系统只要求非重复键输出,则全为 0,表达式 3 简化为 在实际应用中,1 个比特表示 1 个键。
51 中的字符变量可以处理 8 个键,如果系统需要更多的键,可选用整 型变量、长整型变量或数组。
如果系统的按键数量过多,则会占用较多单片机宝贵的内部寄存器, 这是该方法的不足之处。
三应用程序实例 为了进一步理解上述方法如何在编程中得以实现,在此提供了 1 个用 51 单片机编程语言编制的 8 个按键的键处理程序,以供参考。
该程序在 516022 编译环境下编译通过。
##_; ;
; ; ; ; ; =0;*重复键和非重复键格式* =^0; =^1; =^2; _7=^7; ; ; __; { *初始化* ====0; =0; =0; =0; =001; 0=00; 0=01;
0=1; 0=1; =1; *……* 1*循环* { ;*调用去除键抖动函数* __;*调用获取键值函数* _;*调用键处理函数* ** } } { { *以下是去除键抖动表达式* =&|&^; =; *以下表示式用于输出重复键和非重复键* =&~|; =; !=0*如果有键按下,置标志准备获取键值* =1;
} } __ { { ; ; =0;*清标志* =0; { =__,1;*循环右移寻找按下的键* ___7*如果_7=1,找到了按下的键* { _=;*获得键值* =8;*找到按下的键就退出循环* =1;*置标志,准备进行键处理* } =;*准备下一次寻找* } } } 0__1
{ 0=00;*加载定时器参数,使晶振频率 12 时中断周期为 20* 0=01; *键扫描* 2_0;*使能键扫描位* =~0;*从 0 读入按键信息,反相后保存* ;*置标志位准备去抖动* *其它与定时器有关的语句* }
。