按键的防抖技术

键盘，作为向系统操作人员的干预指令的接口，以其特定的按键序列代表着各种确定的操作命令，所以，准确无误的辨认每个键的动作和其所处的状态，是系统能否正常工作的关键。

多数键盘的按键多使用机械式弹性开关，一个电信号通过机械触点的断开，闭合过程完成高低电平的切换。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合及断开的瞬间必然伴随着一连串的抖动，其波形如图所示：

抖动过程的长短是由按键的机械特性决定，一般是10~20ms。 为了使CPU对一次按键动作只确认一次，必须消除抖动的影响，可以从硬件及软件两个方面着手：

（1）、硬件防抖技术

通过硬件电路消除按键过程中的抖动的影响是一种广为采用的措施。这种做法，工作可靠且节省机时，下面介绍两种硬件防抖电路。

① 滤波防抖电路

利用RC积分电路对干扰脉冲的吸收作用，选择好电路的时间常数，就能在按键抖动信号通过此滤波电路时，消除抖动的影响。滤波防抖电路入，如图所示：

+15VR15.1KSW243215.1KR22uF174LS062OUT

由图可知，当按键SW2按下时，电容C两端的电压钧为0，非门输出为1。当SW2按下的时候，由于C两端电压不可能产生突变。尽管在触点接触的过程中可能会出现抖动，只要适当选却R1，R2和C值，即可保证电容C两端的充电电压波动不会超过非门的开启电压（TTL为0.8V），非门的输出将维持高电平。同理，在触点K断开的时候，由于电容C经过R2放电，C两端的放电电压波动不会超过门的关闭电压，因此，门的输出也不会改变。总之，只要R1，R2，C的时间常数选择适当，确保电容C由稳态电压充电到开启电压，或放电到关闭电压的延迟时间等于或大于10ms,该电路就能消除抖动的影响。

② 双稳态防抖电路

用两个非门构成一个RS触发器，即可构成双稳态防抖电路，其原理电路如图：

+5VR14.7KU1A1A(ON)74LS0023QOUTK 4U1B74LS006Q#5R34.7K+5VB(OFF)

设按键K未按下时，建K与A端（ON）接通。此时，RS触发器的Q端为高电平1，致使Q#端为低电平0,。此信号引至U1A与非门的输入端，将其锁住，使其固定输出为1。每当开关K被按动时，由于机械开关具有弹性，在A端形成一连串的抖动波形。而Q#端在K到达B之前失重为0。这时，无论A处出现怎么样的电压（0或1），Q端恒为1。只有当K到达B端，使B端为0，RS触发器发生反转，Q#变为高电平，导致Q降低为0，并锁住U1B，使其输出恒为1.。此时，即使B处出现抖动波形，也不会影响Q#端的输出，从而保证Q端恒为0。同理，在释放按键的过程中，只要一接通A，Q端就升至为1。只要开关K不再与B端接触，双稳态电路的输出将维持不变。

（2）、软件防抖方法

如前所述，若采用硬件消抖电路，那么N个键就必须配有N个防抖电路。因此，当按键的个数比较多时，硬件防抖将无法胜任。在这种情况下，可以采用软件的方法进行防抖。当第一次检测到有建按下时，先用软件延时（10~20ms），而后再确认键电平是否依旧维持闭合状态的电平。若保持闭合状态电平，则确认此间已按下，从而消除抖动影响。

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