按键消抖

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。

<1> 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。

<2> 软件消抖：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。当检测到按键释放后,也要给5ms～10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。

开关去抖电路与按键控制器件

Maxim提供最简捷、性价比最高的按键控制、去抖动方案，用于微处理器的监控及手动复位，采用微型SC70封装，仅消耗6µA电流。

MAX6816：具有±15kV ESD保护的开关去抖器件

MAX6467：单稳态手动复位

MAX6443：具有较长手动复位建立周期的复位器件

MAX6453：单按键控制，允许软件、硬件复位

具有±15kV ESD保护的通/断控制器

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：

抖动时间与键的机械特性有关，一般为5~10ms。当按键未闭合时，电容通过RC回路充电，使得电容充满电荷。当按键闭合后，利用电容两端电压无法突变的特性实现延时去抖，电容通过RC回路放电。LZ说的电容短路是为了形成RC放电回路，这是一个动态过程。

典型硬件去抖电路（NE555）

其中，NE555的工作原理如下图所示：