1、一种软件去除键抖动的方法来源：单片机及嵌入式系统应用 肖广安 时间：2006-05-16 发布人:meitai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=Ktemp Kinput
2、+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1020ms 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
3、 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 Kready Ktemp Kinput1 0 0 02 0 0 13 0 1 04 0 0 15 1 1 16 1 1 17 1 1 08 1 0 19 1 1 010 0 0 011 0 0 0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，
4、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。通过分析可以看出，Kready 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 Kready 为1，最长时间约为40ms，最短约为20ms。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20ms 的间隔重复输出。仔细分析表1，还可知道当前时刻 Kready 的值不但与 Ktemp 和 K
5、input 有关，还与 Kready 前一时刻的值有关。我们把 Keady 的当前时刻记作 Kreadyn，作为因变量；前一时刻记作 Kreadyn-1，并和Ktemp、 Kinput 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 Kready 提供的是间隔20ms 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
6、和1个常量。它们分别是 Koutput、Kstore 和 Kconst。Koutput 作为最终的键信息输出；Kstore作为中间变量用作保存上一次去抖动后的键信息；Kconst 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 Koutput、Kconst、Kstore 和 Kready 之间关系的真值表如表2所列。表2 Koutput Kconst Kstore Kready1 x 0 11 1 1 10 0 1 10 x 1 00 x 0 0由图2获得了如下最简逻辑表达式，作为表达式（1）的扩展：Kstore 中是上一次的 Kready，所以Kstroe=Kready （4
7、）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，Kconst 全为1，则 Koutput=Kready，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 Kconst 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。C51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
8、用 C51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 KEIL C51 V6.02/uVsion2 demo 编译环境下编译通过。i ncludei ncludeunsigned char key_value;unsigned char Kinput;unsigned char Ktemp;unsigned char Kstore;unsigned char Kready;unsigned char Koutput;unsigned char bdata flag;code unsigned char Kconst=0xaa; /*重复键和非重复键格式*/sbit endeb
9、ounce=flag0;sbit getkey=iag1;sbit kprocess=flag2;sbit ACC_7=ACC7;void main(void);void debounce(void);void get_key_value(void);void main(void)/*初始化*/kinput=Ktemp=kready=Kstore=0;endebounce=0;getkey=0;kprocess=0;TMOD=0x01;TL0=0xe0;TH0=0xb1;TR0=1;ET0=1;EA=1;/*/while(1)/*循环*/debounce();/*调用去除键抖动函数*/get_
10、key_value();/*调用获取键值函数*/key_processing();/*调用键处理函数*/*other functions*/void debounce(void)if (endebounce)/*以下是去除键抖动表达式*/Kreqdy=Ktemp Ktemp=Kinput；/*以下表示式用于输出重复键和非重复键*/Koutput=Kready Kstore=Kready;if (Koutput ! =0)/*如果有键按下，置标志准备获取键值 */getkey=1;void get_key_value(void)if(getkey)unsigned char temp;unsig
11、ned char j;getkey=0;/*清标志*/for(j=0;j8;j+)temp=_cror_(koutput,1);/*循环右移寻找按下的键*/if(_testbit_(ACC_7)/*如果 ACC_7=1，找到了按下的键*/key_value=j;/*获得键值*/j=8;/*找到按下的键就退出循环 */kprocess=1;/*置标志，准备进行键处理*/else Koutput=temp;/*准备下一次寻找*/void timer0_interrupt_handler(void) interrupt using1TL0=0xe0;/*加载定时器参数，使晶振频率 12MHz 时中断周期为20ms*/TH0=0xb1；/*键扫描*/P2_0；/* 使能键扫描位 */Kinput=P0;/*从 P0读入按键信息，反相后保存*/endebounce;/*置标志位准备去抖动*/
