从RA2L1按键输入到按键抖动的消抖技术解读

2023-08-01 05:36:44

按键输入：嵌入式系统中的关键人机交互

在嵌入式系统中，按键输入是人机交互不可或缺的一部分。从控制电子设备到导航用户界面，按键让我们与机器无缝连接。然而，按键往往容易出现抖动，这可能会导致系统误判输入并产生错误操作。

本文将深入探讨按键输入的原理和实现，并探讨用于消除抖动的软件和硬件解决方案。同时，我们还将提供移植按键输入模块到不同开发板的指南，帮助您轻松将此功能集成到您的项目中。

按键输入原理

在大多数开发板上，按键按下时为低电平，否则为高电平。这可以通过 GPIO（通用输入输出）端口读取，当 GPIO 端口电平为低电平时，表示按键被按下。

// 定义按键引脚
#define KEY_A_PIN IO_PORTC_00
#define KEY_B_PIN IO_PORTC_01

// 初始化按键输入
void key_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY_A_PIN | KEY_B_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_IN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PUPD_UP;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

// 读取按键输入状态
uint8_t key_get_state(void)
{
    uint8_t key_state = 0;
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, KEY_A_PIN) == RESET) {
        key_state |= KEY_A_PRESSED;
    }
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, KEY_B_PIN) == RESET) {
        key_state |= KEY_B_PRESSED;
    }
    return key_state;
}

按键抖动：一个常见问题

在实际应用中，按键往往会出现抖动现象，即按键在被按下或松开时，电平会发生多次变化。这可能是由机械开关的接触不良造成的。按键抖动会干扰系统对输入的解读，导致错误的操作。

消除按键抖动：软件与硬件解决方案

为了消除按键抖动，有两种常见的方法：软件消抖和硬件消抖。

软件消抖

软件消抖通过设置一个延时，等待按键电平稳定后再读取按键状态。这可以有效过滤掉按键抖动。

// 定义按键消抖延时时间
#define KEY_DEBOUNCE_TIME 10 // 10ms

// 读取按键输入状态（带消抖）
uint8_t key_get_state_debounce(void)
{
    uint8_t key_state = 0;
    uint32_t timestamp = HAL_GetTick();

    // 等待按键电平稳定
    while (HAL_GetTick() - timestamp < KEY_DEBOUNCE_TIME) {
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, KEY_A_PIN) == RESET) {
            key_state |= KEY_A_PRESSED;
        }
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, KEY_B_PIN) == RESET) {
            key_state |= KEY_B_PRESSED;
        }
    }

    return key_state;
}