什么是按键防抖动？
在单片机应用中，按键经常被用来作为与外部环境进行交互的一种方式。然而，由于按键本身机械结构的特性，常常会出现按键抖动，即按键在按下或释放时会出现多次切换的现象。
按键防抖动是指通过软件或硬件手段来解决按键抖动问题，确保按键在按下或释放时只触发一次相应的操作。防抖动的设计可以提高系统的可靠性和用户体验。
按键防抖动的实现方法
1. 软件延时法
软件延时法是最简单的按键防抖动实现方法之一。当检测到按键变化时，通过软件延时的方式等待一段时间，再次进行检测，只有在延时期间按键状态保持一致才被认为是有效操作。
例如，在MCU中的按键中断服务函数中，可以使用延时函数来实现防抖动。
void EXTI_IRQHandler(void) // 外部中断服务函数
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_IT_Pin) == SET)
{
delay_ms(10); // 延时10ms，等待按键稳定
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_RESET)
{
// 按下按键的操作
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_IT_Pin);
}
软件延时法简单易行，但是它占用了主控制器的运行时间，会引起按键响应延迟。
2. 硬件RC滤波法
硬件RC滤波法通过在按键电路上添加一个电阻和一个电容来实现按键防抖动。电容的充电和放电过程实现了信号的滤波。
例如，在按键松开时，电容会迅速放电，导致输入信号在一段时间内不稳定。此时，通过电容的充电过程，可以延迟按键松开信号的检测，从而实现按键的防抖动。
硬件RC滤波法相对于软件延时法来说，具有低成本、低功耗和快速响应等优势，但是实现起来相对复杂。
3. 状态机法
状态机法是一种常用的按键防抖动实现方法。通过引入状态机的概念，可以较好地解决按键抖动问题。
状态机法的基本思路是，在软件中定义按键的几个状态，例如“按下”、“释放”等。当检测到按键变化时，根据当前状态和按键状态的变化来判断按键是否有效。
typedef enum
{
KEY_STATUS_RELEASED, // 按键释放状态
KEY_STATUS_PRESSED, // 按键按下状态
} KEY_STATUS;
KEY_STATUS keyStatus = KEY_STATUS_RELEASED;
void EXTI_IRQHandler(void) // 外部中断服务函数
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_IT_Pin) == SET)
{
if(keyStatus == KEY_STATUS_RELEASED && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_RESET)
{
keyStatus = KEY_STATUS_PRESSED; // 标记按键按下状态
// 按下按键的操作
}
else if(keyStatus == KEY_STATUS_PRESSED && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET)
{
keyStatus = KEY_STATUS_RELEASED; // 标记按键释放状态
// 松开按键的操作
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_IT_Pin);
}
状态机法的实现相对较灵活，可以根据需要进行扩展和修改。
总结
按键防抖是设计中常见的一个问题，通过适当的方法和技术手段可以有效解决按键抖动问题。在具体应用中，根据需求和实际情况选择合适的按键防抖动方法，能够提高系统的稳定性和用户体验。
本文来自极简博客，作者：梦里花落，转载请注明原文链接：单片机中的按键防抖动
