Question

您是否有简单的去抖动程序来处理单个开关输入？

这是一个没有任何操作系统的简单裸机系统。

我想避免使用具有特定计数的循环结构，因为处理器速度可能会波动。

Answer 1

我想你可以在这里学到很多东西：http://www.ganssle.com/debouncing.pdf

如果可能的话，最好用硬件来做这件事，但也有一些关于软件的想法。

TFA的简单示例代码：

#define CHECK_MSEC 5 // Read hardware every 5 msec
#define PRESS_MSEC 10 // Stable time before registering pressed
#define RELEASE_MSEC 100 // Stable time before registering released
// This function reads the key state from the hardware.
extern bool_t RawKeyPressed();
// This holds the debounced state of the key.
bool_t DebouncedKeyPress = false;
// Service routine called every CHECK_MSEC to
// debounce both edges
void DebounceSwitch1(bool_t *Key_changed, bool_t *Key_pressed)
{
    static uint8_t Count = RELEASE_MSEC / CHECK_MSEC;
    bool_t RawState;
    *Key_changed = false;
    *Key_pressed = DebouncedKeyPress;
    RawState = RawKeyPressed();
    if (RawState == DebouncedKeyPress) {
        // Set the timer which allows a change from current state.
        if (DebouncedKeyPress) Count = RELEASE_MSEC / CHECK_MSEC;
        else Count = PRESS_MSEC / CHECK_MSEC;
    } else {
        // Key has changed - wait for new state to become stable.
        if (--Count == 0) {
            // Timer expired - accept the change.
            DebouncedKeyPress = RawState;
            *Key_changed=true;
            *Key_pressed=DebouncedKeyPress;
            // And reset the timer.
            if (DebouncedKeyPress) Count = RELEASE_MSEC / CHECK_MSEC;
            else Count = PRESS_MSEC / CHECK_MSEC;
        }
    }

}

Answer 2

最简单的解决方案通常是最好的，我发现只需每N毫秒读取一次开关状态（10到50之间，取决于开关）一直对我有用。

我已经删除了破碎和复杂的去抖动程序，并用一个简单的慢速轮询替换它们，结果总是那么好。

要实现它，你需要在你的系统上有一个简单的周期性定时器中断（假设没有RTOS支持），但如果你习惯用裸机编程，那就不难安排了。< / p>

请注意，这种简单方法会增加检测状态变化的延迟。如果一个开关需要T ms达到一个新的稳定状态，并且每隔X ms轮询一次，那么检测到压力的最坏情况延迟是T + X ms。您的轮询间隔X 必须大于最差情况下的反弹时间T.

Answer 3

没有一种简单的解决方案适用于所有类型的按钮。无论有人在这里告诉您使用什么，您都必须使用硬件进行尝试，并了解它的工作原理。并查看示波器上的信号，以确保您真正了解正在发生的事情。 Rich B与pdf的链接看起来是一个很好的起点。

Answer 4

我使用多数投票方法去除输入。我设置了一个简单的三态移位寄存器类型的数据结构，并将每个样本移位并取三个中最好的两个作为“正确”值。这显然是中断处理程序或轮询器的功能，具体取决于实际读取硬件的方法。

但是，最好的建议是让您的友好硬件设计师“锁定”该值并允许您在到达时清除此值。

Answer 5

要进行去抖动，您要忽略任何持续低于某个阈值的开关。您可以在开机时设置硬件定时器，或使用通过定期中断设置的标志。

Answer 6

如果你能摆脱它，硬件的最佳解决方案是让交换机有两个不同的状态，两者之间没有状态。也就是说，使用SPDT开关，每个极点馈送一个触发器的R或S线。这样连接，翻转/翻转的输出应该去抖动。

Answer 7

我通常做的是输入寄存器的宽度有三个左右的变量。每次轮询（通常来自中断）都会将值向上移动一个以便为新样本腾出空间。然后我有一个debounced变量，通过设置逻辑和样本，并清除逆逻辑 - 或。即（未经测试，记忆中）

input3 = input2;
input2 = input1;
input1 = (*PORTA);

debounced |= input1 & input2 & input3;
debounced &= (input1 | input2 | input3);

以下是一个例子：

debounced有xxxx（其中'x'是“无论什么”）

input1 = 0110,
input2 = 1100,
input3 = 0100

根据上述信息，

我们只需要将第2位切换为1，将第0位切换为0.其余的仍然是“弹跳”。

debounced |= (0100); //set only bit 2
debounced &= (1110); //clear only bit 0

结果是现在debounced = x1x0

Answer 8

ganssle.com的算法可能会有错误。我的印象如下：

static uint8_t Count = RELEASE_MSEC / CHECK_MSEC;

应该阅读

static uint8_t Count = PRESS_MSEC / CHECK_MSEC;

为了正确地去除初次按压。

Answer 9

在硬件级别，基本的去抖动例程必须考虑物理密钥（或交换机）行为的以下部分：

键静静地坐着 - ＆gt;手指触摸键并开始向下按 - ＆gt;键到达行程底部并且手指将其保持在那里 - ＆gt;手指开始释放键并且弹簧将键按回 - >手指释放键和键振动一下直到它静止

所有这些阶段都涉及两块金属刮擦，摩擦和相互撞击，在几毫秒的时间内将电压从0上下抖动到最大值，因此每一步都有电噪声：

（1）由于湿度，振动，温度变化等环境问题导致按键未触及时产生噪音，导致按键触点发生电压变化

（2）按下按键时产生的噪音

（3）按键时噪音

（4）正在释放钥匙的噪音

（5）释放后钥匙振动的噪音

这是我们基本上猜测某个人正在按下该键的算法：

读取键的状态，可能是＆＃34;可能被按下＆＃34;，＆＃34;肯定被按下＆＃34;，＆＃34;肯定没有按下＆＃34;，＆＃34 ;可能没有按下＆＃34; （我们真的不确定）

循环而键＃34;可能是＆＃34;按下（如果处理硬件，这是一个大于某个阈值的电压样本），直到是＃34;绝对不是＆＃34;按下（低于阈值电压）（这是初始化，等待噪声停顿，＆＃34;的定义可能是＆＃34;并且＆＃34;绝对不是＆＃34;取决于具体应用）

循环，而键是＆＃34;绝对不是＆＃34;按下，直到关键＆＃34;可能是＆＃34;压

当密钥＆＃34;可能是＆＃34;按下，开始循环并对密钥的状态进行采样，并跟踪密钥可能的长度＆＃34;压制 - 如果密钥返回＆＃34;可能不是＆＃34;或者＆＃34;肯定不是＆＃34;在一定时间之前按下状态，重新启动程序 - 在您选择的特定时间（毫秒数）（通常通过试验不同的值），您决定样本值不再是由噪声引起的，但很可能是由于人类实际按下的键所致手指并返回值＆＃34;按下＆＃34;

while(keyvalue = maybepressed){
//loop - wait for transition to notpressed
sample keyvalue here;
maybe require it to be "notpressed" a number of times before you assume
it's really notpressed;
}
while(keyvalue = notpressed){
//loop - wait for transition to maybepressed
sample keyvalue
again, maybe require a "maybepressed" value a number of times before you 
transition
}
while(keyvalue=maybepressed){
  presstime+=1;
  if presstime>required_presstime return pressed_affirmative
  }
}
return pressed_negative

Answer 10

使用集成，您将成为快乐的露营者。适用于所有开关。

仅当计数器读取为高时递增计数器，当计数器读取为低时以及积分器达到极限（上限或下限）时将其递减，称为状态（上限或下限）。

Answer 11

Jack Ganssle很好地描述了整个概念。他的解决方案作为对原始问题的解答而发布，非常好，但是我发现其中的一部分不清楚如何发挥作用。

有三种主要的方法来应对开关弹跳： -使用轮询 -使用中断 -中断和缓冲的组合。

由于我主要处理低功耗或倾向于低功耗的嵌入式系统，因此Keith集成的答案对我来说非常合理。

如果您使用具有一个机械稳定位置的SPST按钮式开关，那么我更喜欢将中断和缓冲结合使用的解决方案。
像这样：使用GPIO输入中断来检测第一个边沿（下降或上升，与未致动的开关状态相反的方向）。在GPIO输入ISR下设置有关检测的标志。
使用另一个中断来测量时间（即通用计时器或SysTick）以毫秒为单位。每次SysTick增量（1 ms）：
如果buttonFlag为true，则调用函数以轮询按钮的状态（轮询）。
对N个连续的SysTick增量执行此操作，然后清除该标志。

当您轮询按钮状态时，请使用逻辑来确定按钮状态，例如M个连续读数相同，平均值大于Z，计数状态，最后X个读数是否相同等等。

我认为这种方法应该受益于对中断的响应以及较低的功耗，因为在SysTick递增N之后将不会进行按钮轮询。各种中断之间没有复杂的中断修改，因此程序代码应相当简单易读。

请考虑以下事项：是否需要“释放”按钮，是否需要检测长按以及是否需要对按钮释放进行操作。我不喜欢按钮释放时的按钮动作，但是某些解决方案可以这样工作。

简单的去抖动例程

11 个答案: