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开关抖动及消除设计

硬件攻城狮 来源:CSDN威廉希尔官方网站 社区 2022-12-26 16:25 次阅读

当按下和释放微动按键时,会由短时间的抖动现象才会到达想要的状态。如下图所示:

49d0ca52-84f0-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

从上图可知。按键抖动时间大概为150us。

在一些对按键抖动敏感的情况下需要进行消抖设计,目前常见的消抖设计如下:

滤波电容

关于去抖硬件最简单的方式并联一颗100nF陶瓷电容,进行滤波处理。

49e863ce-84f0-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

RC滤波+施密特触发器

要想更严谨设计消抖电路,会增加施密特触发器,更大程度的保证后端不受按键抖动影响,电路如下:

49fa8d9c-84f0-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

分别来看按键闭合断开时电路状态:

4a11d312-84f0-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

开关打开时:

电容C1通过R1 D1回路充电,Vb电压=Vcc-0.7为高电平,后通过反向施密特触发器使Vout输出为低。

开关闭合时:

电容C1通过R2进行放电,最后Vb电压变为0,通过反向施密特触发器使Vout输出为高。

当按下按键出现快速抖动现象时,通过电容会使Vb点电压快速变成Vcc或GND。在抖动过程时对电容会有轻微的充电或放电,但后端的施密特触发器有迟滞效果不会导致Vout发现抖动现象。

此电路中D1的使用使为了限制R1 R2一起给C1供电,增加充电时间影响效果。如果减小R1的值会使电流增加,功耗较高。

专用消抖芯片

一些厂家会提供专用芯片,避免自搭电路的不稳定性, 如美信-Max6816:

4a25d0d8-84f0-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

软件滤波

软件消除抖动也是很常见的方式,一般形式是延时查询按键状态或者中断形式来消除抖动。

下面是Arduino的软件消抖代码:

/* SoftwareDebounce

*

* At each transition from LOW to HIGH or from HIGH to LOW

* the input signal is debounced by sampling across

* multiple reads over several milli seconds. The input

* is not considered HIGH or LOW until the input signal

* has been sampled for at least "debounce_count" (10)

* milliseconds in the new state.

*

* Notes:

* Adjust debounce_count to reflect the timescale

* over which the input signal may bounce before

* becoming steady state

*

* Based on:

* http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Debounce

*

* Jon Schlueter

* 30 December 2008

*

* http://playground.arduino.cc/Learning/SoftwareDebounce

*/

int inPin = 7; // the number of the input pin

int outPin = 13; // the number of the output pin

int counter = 0; // how many times we have seen new value

int reading; // the current value read from the input pin

int current_state = LOW; // the debounced input value

// the following variable is a long because the time, measured in milliseconds,

// will quickly become a bigger number than can be stored in an int.

long time = 0; // the last time the output pin was sampled

int debounce_count = 10; // number of millis/samples to consider before declaring a debounced input

void setup()

{

pinMode(inPin, INPUT);

pinMode(outPin, OUTPUT);

digitalWrite(outPin, current_state); // setup the Output LED for initial state

}

void loop()

{

// If we have gone on to the next millisecond

if(millis() != time)

{

reading = digitalRead(inPin);

if(reading == current_state && counter > 0)

{

counter--;

}

if(reading != current_state)

{

counter++;

}

// If the Input has shown the same value for long enough let's switch it

if(counter >= debounce_count)

{

counter = 0;

current_state = reading;

digitalWrite(outPin, current_state);

}

time = millis();

}

}

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
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原文标题:开关抖动及消除

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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