1、一種軟件去除鍵抖動的方法                摘要：單片機控制系統中大多使用控制鍵來實現控制功能。消除按鍵瞬間的抖動是設計者必須要考慮的問題。本文介紹一種很實用的軟件去抖動方法，它借助于單片機內的定時中斷資源，只要運算一下邏輯表達就完成了去抖動。這個方法效率高，不耗機時且易實現。文中使用的邏輯表達式由簡單卡諾圖和真值表推出，使該方法的機理容易理解。文中還提供用C51單片機編程語言編寫的實用例程。  

2、0;     關鍵詞：單片機 鍵處理 控制系統 去抖動 鍵盤    概述    在單片機控制系統中，通過按鍵實現控制功能是很常見的。對按鍵處理的重要環節是去抖動，包括去除按下和抬起瞬間的抖動。去抖動的方法有很多種，如使用R-S觸發器的硬件方法、運用不同算法的各種軟件方法等。硬件方法會增加成本和體積，對于按鍵較多的矩陣式鍵盤，會用硬件方法；軟件方法用的比較普遍，但有一種加固定延時的去抖動法效率最低，它以無謂地耗費機時來實現去抖動。    

3、此處介紹的是一種軟件方法。簡單說來是一種運算法，配合定時中斷讀取按鍵，通過運算邏輯表達式：    Keradyn=Ktemp Kinput+Kreadyn-1 (Ktemp Kinput)    (1)    Ktemp=Kinput    (2)    可以獲得消除抖動的按鍵消息。這種方法效率高，不需耗時的循環等待，而且算法簡單、使用方便。    一、基本原理 &#

4、160;  由于按鍵的按下與抬起都會有1020ms的抖動毛刺存在，因此，為了獲取穩定的按鍵信息，須要避開這段抖動期。    設置3個變量Kready、Ktemp和Kinput，并設置定時中斷周期為20ms。在定時中斷服務程序中讀取按鍵，并把讀取的數據存于變量Kinput中。變量Kready中是所需要的穩定的按鍵信息；Ktemp是中間變量，它的值是上一次的Kinput。    根據當前按鍵的狀態，考慮到Kready中是20ms抖動后的有效鍵信息，則Kready、Ktemp和Kinput之間，在不同

5、時刻的狀態關系如表1所列。表1                 時 刻    Kready    Ktemp    Kinput        1    0   

6、; 0    0        2    0    0    1        3    0    1    0   &

7、#160;    4    0    0    1        5    1    1    1        6   

8、0;1    1    1        7    1    1    0        8    1    0    

9、1        9    1    1    0        10    0    0    0        11

10、    0    0    0    時刻1為沒有鍵按下的初始狀態；時刻2的Kinput為1，但時刻3的Kinput又變為0，說明時刻2的Kinput為1并不是有鍵按下，可能只是干擾，所以Kreqdy為0；時刻4同時刻2的情況類似，但是時刻4和時刻5時Kinput都為1，說明有按鍵按下，在時刻5時Kready為1；雖然時刻7時Kinput為0，但時刻5、6、8時Kinput都為1，說明按鍵一直按下，只不過有干擾，Kready保持為1；時

11、刻9、10連續兩個時刻Kinput為0，表示按鍵抬起，時刻10時Kready為0。    通過分析可以看出，Kready中是消除了抖動并在一定程度上排除了干擾的有效按鍵信息。從按鍵按下到Kready為1，最長時間約為40ms，最短約為20ms。其時間長短取決于鍵按下時處于定時中斷周期的所在時刻。如果按鍵一直按下，則有效鍵信息以20ms的間隔重復輸出。    仔細分析表1，還可知道當前時刻Kready的值不但與Ktemp和Kinput有關，還與Kready前一時刻的值有關。我們把Keady的當前時刻記作Kreadyn

12、，作為因變量；前一時刻記作Kreadyn-1，并和Ktemp、Kinput一起作為自變量，依照表1繪出卡諾圖如圖1所示。    表達式（1）就是由圖1的卡諾圖得出的最簡邏輯表達式。    二、實際應用擴展    表達式（1）中的Kready提供的是間隔20ms的重復鍵信息；有的地址不需要重復鍵值，按一次鍵獲得一次鍵值就夠了；而有的應用系統則兩種鍵值都要有，比如電視監控系統的控制鍵盤中對鏡頭云臺的控制需要重復鍵值，其他命令鍵則不需要。為了滿足這種要求，就要對表達式（1）進行擴展

13、。為此，引入了另外兩個變量和1個常量。它們分別是Koutput、Kstore和Kconst。Koutput作為最終的鍵信息輸出；Kstore作為中間變量用作保存上一次去抖動后的鍵信息；Kconst是常量，它的值需要先給定；0對應非重復鍵，1則對應重復鍵。    表露Koutput、Kconst、Kstore和Kready之間關系的真值表如表2所列。表2                 K

14、output    Kconst    Kstore    Kready        1    x    0    1        1    1 

15、   1    1        0    0    1    1        0    x    1    0 &#

16、160;      0    x    0    0    由圖2獲得了如下最簡邏輯表達式，作為表達式（1）的擴展：    Kstore中是上一次的Kready，所以    Kstroe=Kready    （4）    根據表2

17、繪出的卡諾圖如圖2所示。    表達式（3）是1個包含了表達式（1）的通用邏輯表達式。它用于既有重復鍵輸出也有非重復鍵輸出的系統中。對于只有重復鍵輸出的系統，Kconst全為1，則Koutput=Kready，所以只用表達式（1）就可以了。如果系統只要求非重復鍵輸出，則Kconst全為0，表達式（3）簡化為：        在實際應用中，1個比特表示1個鍵。C51中的字符變量可以處理8個鍵，如果系統需要更多的鍵，可選用整型變量、長整型變量或數組。如果系統的按鍵數量過多，則會占

18、用較多單片機寶貴的內部寄存器，這是該方法的不足之處。    三.應用程序實例    為了進一步理解上述方法如何在編程中得以實現，在此提供了1個用C51單片機編程語言編制的8個按鍵的鍵處理程序，以供參考。該程序在KEIL C51 V6.02/uVsion2 demo編譯環境下編譯通過。    #include<intrins.h>    #include<at89x51.h>   &#

19、160;unsigned char key_value;    unsigned char Kinput;    unsigned char Ktemp;    unsigned char Kstore;    unsigned char Kready;    unsigned char Koutput;    unsigned char bdata fla

20、g;    code unsigned char Kconst=0xaa; /*重復鍵和非重復鍵格式*/    sbit endebounce=flag0;    sbit getkey=iag1;    sbit kprocess=flag2;    sbit ACC_7=ACC7;    void main(void);   

21、; void debounce(void);    void get_key_value(void);    void main(void)        /*初始化*/    kinput=Ktemp=kready=Kstore=0;    endebounce=0;    getkey=0; &

22、#160;  kprocess=0;    TMOD=0x01;    TL0=0xe0;    TH0=0xb1;    TR0=1;    ET0=1;    EA=1;    /*/    while(1)/*循環*/   

23、     debounce();/*調用去除鍵抖動函數*/    get_key_value();/*調用獲取鍵值函數*/    key_processing();/*調用鍵處理函數*/    /*other functions*/            void debounce(void) &#

24、160;      if (endebounce)        /*以下是去除鍵抖動表達式*/    Kreqdy=Ktemp & Kinput |Kready & (KtempKinput);    Ktemp=Kinput；    /*以下表示式用于輸出重復鍵和非重復鍵*/   

25、0;Koutput=Kready &(Kstore | Kconst);    Kstore=Kready;    if (Koutput ! =0)/*如果有鍵按下，置標志準備獲取鍵值*/    getkey=1;            void get_key_value(void)     &#

26、160;  if(getkey)        unsigned char temp;    unsigned char j;    getkey=0;/*清標志*/    for(j=0;j<8;j+)        temp=_cror_(koutput,1);/*循環右移尋找按下的鍵*/    if(_testbit_(ACC_7)/*如果ACC_7=1，找到了按下的鍵*/