按鍵輸入檢測軟件抗幹擾方法

按鍵是我們最常見到的人機交互部件之一，在我們工作生活中随處可見，比如我們家工員裡(lǐ)常用的各種(zhǒng)家討女用電器，工作中用的各類儀器儀表，以及各類IT産品，許多都(dōu)是通過(guò)按鍵來進(jìn)行操作的。因此，按鍵輸內議入的處理，也是我們在嵌入式系統設計的時(shí)候，經(廠制jīng)常要遇到的。雖然按鍵輸入的處理看起(qǐ)來非常簡單，理想化的按鍵就從資(jiù)相當于一個開(kāi)關，我我銀們隻需檢測開(kāi)關是否導通，就(jiù)能(néng)判斷通視按鍵是否按下。但是，實際應用中如果這(zhè)麼(me)處理，就如對(jiù)會(huì)出現各種(zhǒng)問題，比如明明隻討慢按了一下，處理器卻檢測到按了好(hǎo)幾下；或者有時(shí)現舊明明沒(méi)有按下，處理器卻檢測到按下分好了。這(zhè)是剛接觸嵌入式系謝笑統的工程師們經(jīng)常遇到的問題。

這(zhè)是什麼(me)原因呢？我們來做個實驗。如圖1所示，我們將(jiāng)一個按鍵的B端接地，A端接電阻R上拉到電源，然後(hòu)檢測A端的電平狀态。

         &n民爸bsp;        空請       &nb河你sp;         &nb章得sp;     &nb為男sp;     &nb要鐵sp;          河多;  圖1

那麼(me)當按鍵狀态爲按下時(shí討玩)，我們可以在A端檢測到低電平；當按鍵狀态爲放開(kāi)時(shí)，我們可以在A端檢測到高電平。在理想情況下，我們隻需要檢測A端電平的上升沿和下降沿，就(jiù)可以檢測到了議按鍵的按下和放開(kāi)瞬間，并進(jì月一n)行處理。但是實際情況又是如何呢？我們將(jiāng)A端接到邏輯分析儀，并用8Mbps的采樣(yàng)率進(jìn)行采村靜樣(yàng)，我們會(huì)發(fā)現實際情況并不是那麼(m房子e)理想，如圖2所示，我們會(huì)看到，有的時(shí)候在按鍵放開(就作kāi)的瞬間，A端電平并不是立即變爲高電平，而是高低電平東路來回變化了幾次。

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原來，在實際中，按鍵的按下和放開(kāi)，并不是理想狀這近态的開(kāi)和關。在按下和黑化放開(kāi)的瞬間，有時(sh木短í)候會(huì)産生抖動，導緻狀态在瞬間來回變化幾次。而在按鍵狀态保持的過些水(guò)程中，也有可能(néng)銀女會(huì)受到脈沖幹擾，導緻按鍵狀态瞬間的變化。

因此，在我們爲客戶定制産品方案中，智研電子開(kāi)發睡哥(fā)團隊的工程師們都(dōu)需要加入抗幹擾妹在處理，用于消除按鍵抖動和脈沖幹擾。常快爸用的按鍵抗幹擾方法可分爲硬件處理和軟件處理兩(liǎng)種(zhǒ討木ng)。硬件處理方法需要增加額外的暗紅抗幹擾電路，我們這(zhè)裡(lǐ)專門來讨論一下軟件處理的方法。花看

常用的按鍵軟件處理方法是：通過懂公(guò)設置IO的邊沿中斷來檢測按鍵的狀态變化，在進(jìn)入中斷後(hòu)，再那書延時(shí)一段時(shí)間後(hòu)，再次對(du影區ì)按鍵狀态進(jìn)行檢測，根據檢測街資狀态來判斷按鍵是否有效，以此來達到過(g錢術uò)濾抖動和脈沖幹擾的目的。但是理匠這(zhè)種(zhǒng)方法也有弊端，就(jiù)是如果這農吃(zhè)個延時(shí)的時(資唱shí)間過(guò)短，則不能(néng)很好(麗森hǎo)的濾除幹擾，如果這(zhè)個時(shí)間過(guò)長(ch小請áng)，則會(huì)造成(chéng)中斷處理的時(sh秒又í)間過(guò)長(cháng)，造成(chéng)軟件進風做(jìn)程的阻塞，甚至造成(chéng資但)其它中斷信号的丢失。

在這(zhè)裡(lǐ)智研電子軟件開(kāi)發(f坐新ā)工程師爲大家介紹一種(zhǒng)新的按鍵軟件抗幹擾的方法，既不音外需要增加額外的硬件成(chéng)本，又避免間街了常用軟件按鍵處理的缺點，能(néng)夠以更小的處理器開(笑著kāi)銷，更靈活有效地濾除按鍵幹擾。該方法實現步驟描述如下：

步驟1：硬件電路如圖1所示，我們每隔一個固定的時(shí)事船間間隔T對(duì)按鍵A端進(jìn)行一次電平檢測，并用變量key的最低3bit來記錄最近3次的檢測結果。bit0爲當前次的檢測結果，0表示低電平，1表示高電平。每次檢測先將(jiāng)變量key左移一位，并將(jiāng)除最低3bit之外的全部bit全部置零，然後(hòu)用bit0記錄下當前檢測結果。

步驟2：對(duì)檢測結果進(jìn)行處理。根據檢測結果key的值可分爲一下8種(zhǒng)情況：

1key = 0b000時(shí)，爲檢測到按鍵按下保持狀态，購遠可進(jìn)行累加計時(shí)，并謝白根據計時(shí)時(shí)間進(jìn)行火紙按鍵長(cháng)按判斷和處理。

2key = 0b001時(shí)，爲檢測到按鍵狀态由按下變放開(秒快kāi)瞬間，此時(shí)不作處理，以防止幹擾。

3key = 0b010時(shí)，爲檢測到按鍵狀态由按下變放開(k現件āi)後(hòu)短時(shí)間内（小嗎睡于T）又變成(chéng)按下，認爲該次按鍵狀态變化無效，作幹擾上從處理，賦值key = 0b000。

4key = 0b011時(shí)，爲檢測到按鍵狀态由按下變放謝短開(kāi)後(hòu)，經(jīng)過(guò)時(shí這短)間T後(hòu)，再次檢測到按鍵放開(kāi)狀态，說(shuō)明弟店該次按鍵狀态變化有效，并進(jìn)行按鍵放開(kāi)處微資理。

5key = 0b100時(shí)，爲檢測到按鍵狀态由放開(kā國農i)變按下後(hòu)，經(jīng)過(g自物uò)時(shí)間T後(hòu)，再次檢測到按鍵按下狀态身草，說(shuō)明該次按鍵狀态變化有效，并進(jìn)行按鍵按下處理腦那。

6key = 0b101時(shí)，爲檢測到按鍵狀态由放開(kāi去要)變按下後(hòu)短時(shí)間内（笑南小于T）又變成(chéng)放開(kāi)，認爲該次按鍵狀态變見年化無效，作幹擾處理，賦值key = 0b111。

7key = 0b110時(shí)，爲檢測到按鍵狀态由放開(kāi)變理制按下瞬間，此時(shí)不作處理，以防止幹擾。

8key = 0b111時(shí)，爲檢測到按鍵放開(kāi)保持狀态，不作處理。

備注：檢測時(shí)間間隔T值的選取規則爲大于按鍵抖動時(shí)間和脈沖幹擾時(shí)間，小于要求農多的按鍵響應時(shí)間的二分之一。

由于該方法隻需每隔時(shí)間T進(jìn)行一次檢測和判斷，因此比常用的中斷延時(shí)檢測可以節省中斷費還處理時(shí)間的開(kāi)銷，并且因爲檢測間隔時(shí)間們綠T可以靈活設置，并在檢測結果處理裡外中(lǐ)將(jiāng)可能(néng)能麗遇到的情況都(dōu)作了處理，因此能(né我生ng)更好(hǎo)地濾除幹。在我們長(cháng)期的工程實踐應用中民媽，取得了很好(hǎo)的效果。

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