通常按鍵所用的開關都是機械彈性開關，當機械觸點斷開、閉合時，由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關在閉合時不會馬上就穩(wěn)定的接通，在斷開時也不會一下子徹底斷開，而是在閉合和斷開的瞬間伴隨了一連串的抖動，如圖 8-10 所示。
圖 8-10 按鍵抖動狀態(tài)圖
按鍵穩(wěn)定閉合時間長短是由操作人員決定的，通常都會在 100ms 以上，刻意快速按的話能達到 40-50ms 左右，很難再低了。抖動時間是由按鍵的機械特性決定的，一般都會在 10ms以內，為了確保程序對按鍵的一次閉合或者一次斷開只響應一次，必須進行按鍵的消抖處理。當檢測到按鍵狀態(tài)變化時，不是立即去響應動作，而是先等待閉合或斷開穩(wěn)定后再進行處理。按鍵消抖可分為硬件消抖和軟件消抖。
硬件消抖就是在按鍵上并聯一個電容，如圖 8-11 所示，利用電容的充放電特性來對抖動過程中產生的電壓毛刺進行平滑處理，從而實現消抖。但實際應用中，這種方式的效果往往不是很好，而且還增加了成本和電路復雜度，所以實際中使用的并不多。
圖 8-11 硬件電容消抖
在絕大多數情況下，我們是用軟件即程序來實現消抖的。最簡單的消抖原理，就是當檢測到按鍵狀態(tài)變化后，先等待一個 10ms 左右的延時時間，讓抖動消失后再進行一次按鍵狀態(tài)檢測，如果與剛才檢測到的狀態(tài)相同，就可以確認按鍵已經穩(wěn)定的動作了。將上一個的程序稍加改動，得到新的帶消抖功能的程序如下。
#include
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
sbit KEY1 = P2^4;
sbit KEY2 = P2^5;
sbit KEY3 = P2^6;
sbit KEY4 = P2^7;
unsigned char code LedChar[] = { //數碼管顯示字符轉換表
0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,
0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E
};
bit KeySta = 1; //當前按鍵狀態(tài)
void main(){
bit backup = 1; //按鍵值備份，保存前一次的掃描值
unsigned char cnt = 0; //按鍵計數，記錄按鍵按下的次數
EA = 1; //使能總中斷
ENLED = 0; //選擇數碼管 DS1 進行顯示
ADDR3 = 1;
ADDR2 = 0;
ADDR1 = 0;
ADDR0 = 0;
TMOD = 0x01; //設置 T0 為模式 1
TH0 = 0xF8; //為 T0 賦初值 0xF8CD，定時 2ms
TL0 = 0xCD;
ET0 = 1; //使能 T0 中斷
TR0 = 1; //啟動 T0
P2 = 0xF7; //P2.3 置 0，即 KeyOut1 輸出低電平
P0 = LedChar[cnt]; //顯示按鍵次數初值
while (1){
if (KeySta != backup){ //當前值與前次值不相等說明此時按鍵有動作
if (backup == 0){ //如果前次值為 0，則說明當前是彈起動作
cnt++; //按鍵次數+1
if (cnt >= 10){ //只用 1 個數碼管顯示，所以加到 10 就清零重新開始
cnt = 0;
}
P0 = LedChar[cnt]; //計數值顯示到數碼管上
}
//更新備份為當前值，以備進行下次比較
backup = KeySta;
}
}
}
/* T0 中斷服務函數，用于按鍵狀態(tài)的掃描并消抖 */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
//掃描緩沖區(qū)，保存一段時間內的掃描值
static unsigned char keybuf = 0xFF;
TH0 = 0xF8; //重新加載初值
TL0 = 0xCD;
//緩沖區(qū)左移一位，并將當前掃描值移入最低位
keybuf = (keybuf<<1) | KEY4;
//連續(xù) 8 次掃描值都為 0，即 16ms 內都只檢測到按下狀態(tài)時，可認為按鍵已按下
if (keybuf == 0x00){
KeySta = 0;
//連續(xù) 8 次掃描值都為 1，即 16ms 內都只檢測到彈起狀態(tài)時，可認為按鍵已彈起
}else if (keybuf == 0xFF){
KeySta = 1;
}
else{
//其它情況則說明按鍵狀態(tài)尚未穩(wěn)定，則不對 KeySta 變量值進行更新
}
}
大家把這個程序下載到板子上再進行試驗試試，按一下按鍵而數字加了多次的問題是不是就這樣解決了？把問題解決掉的感覺是不是很爽呢？
這個程序用了一個簡單的算法實現了按鍵的消抖。作為這種很簡單的演示程序，我們可以這樣來寫，但是實際做項目開發(fā)的時候，程序量往往很大，各種狀態(tài)值也很多， while(1)這個主循環(huán)要不停的掃描各種狀態(tài)值是否有發(fā)生變化，及時的進行任務調度，如果程序中間加了這種 delay 延時操作后，很可能某一事件發(fā)生了，但是我們程序還在進行 delay 延時操作中，當這個事件發(fā)生完了，程序還在 delay 操作中，當我們 delay 完事再去檢查的時候，已經晚了，已經檢測不到那個事件了。為了避免這種情況的發(fā)生，我們要盡量縮短 while(1)循環(huán)一次所用的時間，而需要進行長時間延時的操作，必須想其它的辦法來處理。
那么消抖操作所需要的延時該怎么處理呢？其實除了這種簡單的延時，我們還有更優(yōu)異的方法來處理按鍵抖動問題。舉個例子：我們啟用一個定時中斷，每 2ms 進一次中斷，掃描一次按鍵狀態(tài)并且存儲起來，連續(xù)掃描 8 次后，看看這連續(xù) 8 次的按鍵狀態(tài)是否是一致的。8 次按鍵的時間大概是 16ms，這 16ms 內如果按鍵狀態(tài)一直保持一致，那就可以確定現在按鍵處于穩(wěn)定的階段，而非處于抖動的階段，如圖 8-12。
圖 8-12 按鍵連續(xù)掃描判斷
假如左邊時間是起始 0 時刻，每經過 2ms 左移一次，每移動一次，判斷當前連續(xù)的 8 次按鍵狀態(tài)是不是全 1 或者全 0，如果是全 1 則判定為彈起，如果是全 0 則判定為按下，如果0 和 1 交錯，就認為是抖動，不做任何判定。想一下，這樣是不是比簡單的延時更加可靠？
利用這種方法，就可以避免通過延時消抖占用單片機執(zhí)行時間，而是轉化成了一種按鍵狀態(tài)判定而非按鍵過程判定，我們只對當前按鍵的連續(xù) 16ms 的 8 次狀態(tài)進行判斷，而不再關心它在這 16ms 內都做了什么事情，那么下面就按照這種思路用程序實現出來，同樣只以K4 為例。
#includesbitADDR0=P1^0;sbitADDR1=P1^1;sbitADDR2=P1^2;sbitADDR3=P1^3;sbitENLED=P1^4;sbitKEY1=P2^4;sbitKEY2=P2^5;sbitKEY3=P2^6;sbitKEY4=P2^7;unsignedcharcodeLedChar[]={//數碼管顯示字符轉換表0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};bitKeySta=1;//當前按鍵狀態(tài)voidmain(){bitbackup=1;//按鍵值備份，保存前一次的掃描值unsignedcharcnt=0;//按鍵計數，記錄按鍵按下的次數EA=1;//使能總中斷ENLED=0;//選擇數碼管DS1進行顯示ADDR3=1;ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=0;TMOD=0x01;//設置T0為模式1TH0=0xF8;//為T0賦初值0xF8CD，定時2msTL0=0xCD;ET0=1;//使能T0中斷TR0=1;//啟動T0P2=0xF7;//P2.3置0，即KeyOut1輸出低電平P0=LedChar[cnt];//顯示按鍵次數初值while(1){if(KeySta!=backup){//當前值與前次值不相等說明此時按鍵有動作if(backup==0){//如果前次值為0，則說明當前是彈起動作cnt++;//按鍵次數+1if(cnt>=10){//只用1個數碼管顯示，所以加到10就清零重新開始cnt=0;}P0=LedChar[cnt];//計數值顯示到數碼管上}//更新備份為當前值，以備進行下次比較backup=KeySta;}}}/*T0中斷服務函數，用于按鍵狀態(tài)的掃描并消抖*/voidInterruptTimer0()interrupt1{//掃描緩沖區(qū)，保存一段時間內的掃描值staticunsignedcharkeybuf=0xFF;TH0=0xF8;//重新加載初值TL0=0xCD;//緩沖區(qū)左移一位，并將當前掃描值移入最低位keybuf=(keybuf<<1)|KEY4;//連續(xù)8次掃描值都為0，即16ms內都只檢測到按下狀態(tài)時，可認為按鍵已按下if(keybuf==0x00){KeySta=0;//連續(xù)8次掃描值都為1，即16ms內都只檢測到彈起狀態(tài)時，可認為按鍵已彈起}elseif(keybuf==0xFF){KeySta=1;}else{//其它情況則說明按鍵狀態(tài)尚未穩(wěn)定，則不對KeySta變量值進行更新}}
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