嵌入式硬件基础——按键消抖之硬件篇

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，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，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。

按键的抖动对于人类来说是感觉不到的，但对单片机来说，则是完全可以感应到的，而且还是一个很“漫长”的过程，因为单片机处理的速度在“微秒”级，而按键抖动的时间至少在“毫秒”级。

一次按键动作的电平波形如下图。存在抖动现象，其前后沿抖动时间一般在5ms~10ms之间。由于单片机运行速度非常快，经过A时刻的时候会检测到低电平判断按键被按下。当到了B时刻的时候，单片机同样会检测到高电平，误以为松开按键，然后又到了C时刻检测到低电平，判断到按键被按下。周而复始，在5-10ms内可能会出现很多次按下的动作，每一次按键的动作判断的次数都不相同。

按键抖动状态图

为确保单片机对按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。

（一）硬件消抖电路

（1）RS触发器：利用RS触发器来吸收按键的抖动。一旦有键按下，触发器立即翻转，触电的抖动便不会再对输出产生影响，按键释放时也一样。

RS触发电路消抖电路图

（2）电容滤波：将电容并联在按键的两端，利用电容的放电的延时特性。将产生抖动的电平通过电容吸收掉。从而达到消抖的作用。

电容消抖电路图

PS：在实际的产品应用中，通常硬件消抖电路是没有MCU情况下对按键进行消抖，我们基于嵌入式开发中，采用硬件消抖无疑增加了硬件成本。因此大多数情况下我们都是通过软件即程序来实现按键消抖。