消抖电路PPT课件
单片机的按键消抖与几种按键电路
用其他的各类触发器，锁存器亦可达到消抖效果。 二、 软件消抖 ： 通过软件延时 10ms 达到消除抖动的效果，不加文字赘述。 三、 按键电路 ： 独立按键
矩阵按键 译码按键 AD 模拟按键 锁定按键
单片机的按键消抖与几种按键电路
一、 硬件消抖 ： 按键防抖电路控制电路 所示利用 RC 积分电路来达成杂波的滤除与波形修整的电路(如图 1 )。 在 S1 ON 的瞬间由于接触弹跳的关系，会使 A 点电压呈现高速的断 续现象，再 S1 OFF 时亦然，详（如图 2 所示），然而由于电容两端电压需由 电压经电阻慢慢充电才会上升，使得 B 点电位缓步上升情形：S1 OFF 时亦 然，电容电压经 R 放电，使 B 点电压缓缓下降。此一变化，经史密特反相 修整后，可得一标准负脉波输出，如波
按键消抖电路中可能遇到的问题
按键消抖电路的问题及解决方案引言在很多电子设备和系统中，我们经常会遇到按键输入的问题，尤其是当按键被长时间按下或快速频繁按下时，可能会出现按键误触或重复触发的现象。
为了解决这个问题，需要使用按键消抖电路。
按键消抖电路是一种用于解决按键输入中抖动问题的电路，其主要功能是确保每个按键信号只被触发一次。
本文将介绍按键消抖电路可能遇到的问题，并提供相应的解决方案。
问题一：按键抖动按键抖动是指在按键被按下或释放的瞬间，由于机械开关的弹性导致的电气接触不稳定现象。
抖动会导致信号在短时间内多次切换，从而可能引起系统错误触发或功能失效。
解决方案： - 硬件滤波：可以使用外部电容器和电阻器组成的RC电路来进行硬件滤波。
通过适当选择电容和电阻值，可以使抖动信号被滤除，只有稳定的按键信号被传递给后续电路。
- 软件滤波：可以在微控制器或数字逻辑芯片中使用软件滤波算法来处理按键信号。
软件滤波可以通过设置特定的时间窗口，在此期间内检测和记录按键状态变化，并在时间窗口结束时确定按键的最终状态。
这种方式可以有效抑制按键抖动，但需要相应的处理算法支持。
问题二：按键重复触发当按键被长时间按下时，由于机械开关的弹性使得接触点会产生微小的颤动，这可能会导致按键信号以较高频率持续触发，而不是期望的单次触发。
解决方案： - 软件消抖：可以在软件中设置合适的按键触发间隔。
当按键被按下时，记录触发时间，并在下一次检测到按键状态变化时，检查与上次触发时间的间隔是否超过设定的阈值。
如果超过阈值，则认为新的按键触发有效，否则忽略。
这种方式可以防止按键重复触发，但要求相应的处理算法支持。
- 硬件消抖：可以使用SR触发器或者集成了消抖功能的按键开关来进行硬件消抖。
SR触发器可以稳定输入信号，并将其作为触发器的输出，以确保只输出一次触发信号。
问题三：按键失效按键失效是指按键无法产生正确的信号输出。
这可能是由于电路连接不良、开关接触不良或按键磨损等原因导致的。
消抖电路原理及实现
实 验 报 告实验日期： 学 号：姓 名：实验名称：消抖电路总 分：一、实验概述运用LPM 原件定制DFF 触发器，并调用LPM 定制的DFF 触发器，用VHDL 语言的元件例化实现消抖电路并了解其工作原理。
二、实验原理 1、触发器原理触发器是一种可存储1位二进制码的逻辑电路，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。
触发器有一对互补输出端，输出状态不仅与当前输入有关，还与前一输出状态有关。
触发器有两个稳定状态，在一定的外界信号作用下会发生状态翻转。
2、消抖电路原理脉冲按键与电平按键通常采用机械式开关结构，其核心部件为弹性金属簧片。
按键信号在开关拨片与触电接触后经多次弹跳才会稳定，而在按键过程中，可能出现了多个脉冲。
因此需要根据实际情况进行按键消抖处理以提取稳定脉冲，在按键过程中提取稳定的电平状态，通过对抖动脉冲多次检测信号按键电平值，并提取一前一后两个信号按键电平值来进行比较，以此来获取开关状态。
输出一个周期的脉冲时，要求前一次检测到的电平信号为低电平，后一次检测到的电平信号为高电平时。
3、结构图：三、实验设计时钟信号 元件记忆当前的按键信号电平 元件记忆上一次按键信号电平 两次按键的电平进行比较 脉冲信号1、LPM元件定制DFF触发器（1）设置lpm_ff元件选择Installed Plug-Ins→Storage→lpm_ff项。
（2）LPM元件定制步骤，设置输入data为1位，clock为时钟信号，类型为D 型。
（3）添加异步清零和异步置1。
（4）aclr异步清零且高电平有效，aset异步置1且高电平有效，二者无效时，q输出由clock上升沿触发更新为data。
（5）调出其vhd文件添加至消抖电路的工程中。
（6）仿真验证并下载。
功能仿真波形分析参数:end time 为2.0ns，grid size为100ns；信号:alcr 异步清零且高电平有效，二进制；aset异步置1且高电平有效，二进制；二者无效，q(二进制)输出由clock(二进制)上升沿触发更新为data(二进制)。
第六课按键的硬件消抖
51单片机进阶篇---按键的硬件消抖本文作者：Cepark更新时间：2010/07/20作者博客：按键的硬件消抖在上一节课中，我们介绍了使用软件延时的方法来进行消抖从而进行按键的检测，软件延时的优点是硬件电路简单，但是程序相对来讲会复杂，而且一般的延时函数是使用计数延时，这会增加CPU的负担。
硬件消抖电路可以简化程序的编写，但是需要额外的器件支持。
两种方法各有利弊，在不同的情况下根据不同的情况来选择使用哪一种消抖方法，这一节课我们主要介绍一下常见的硬件消抖电路。
1、RS触发器构成的消抖电路的主要原理用R-S触发器形成消抖电路时单片机外围电路设计中的常用手段，它可以减少单片机软件对按键动作的延时和计算。
要使用R-S触发器形成的消抖电路，首先用了解R-S触发器的基本工作原理图和工作特点。
R-S触发器的基本构成如图所示，它是由两个与非门交叉耦合而成，S和R是信号的输Q既表示触发器的状态，又是触发器的输出端。
入端，低电平有效，Q和在启动过程中，S端一旦下降到开门电平，Q端电平就会上升，反馈到门B的输入端，Q端的电平下降，反馈到门A的输入端，进一步促使门A截止，促使B由截止转向导通，Q的电平进一步下降，这样的过程，是Q端电平进一步上升，Q端电平上升的结果又会使的门A很快截止、门B很快导通，触发器在极短的时间内完成由截止到导通的转换。
通过R 段的复位时也有类似的正反馈过程发生，从而完成按键开关的消抖功能。
典型的硬件消抖方法是在单片机和检测管脚之间加入由74LS02或者其他的门电路组成的R-S触发器消抖电路。
如下所示。
通过这个电路，在软件编程上就不用考虑去抖的问题了，可以将外界的按键信号做理想的上升沿或者下降沿信号来处理。
2、RC电路应将消抖下面这个电路也是一种非常经济实用的电路，阻容的作用就是实现硬件的消抖，这个电路的原理图是比较易懂的了，只有在按键确实按下之后，INT0（也就是单片机的IO管脚）才会产生一个低电平。
消抖与非门RS发器
4.2.1基本RS触发器
1、由与非门组成的基本RS触发器
电路结构：
由两个与非门的输入和输出交叉耦合组成的基本RS触发器。
和为信号输入端，它们上面的非号表示低电平有效，在逻辑符号中用小圆圈表示。
和为输出端，在触发器处于稳定状态时，它们的输出状态相反。
特性表：
特性表反映的是在输入信号的作用下，输出端由“现态”转换为“次态”的情况。
现态：是指触发器输入信号（、端）变化前的状态，用表示；
次态：是指触发器输入信号变化后的状态，用表示。
说明
0 00X
不定
0 01X
0 100
置0
0 110
1 001
置1
1 011
1 100
保持
1 111
2、由或非门组成的基本RS触发器
由两个或非门的输入和输出交叉耦合组成的基本RS触发器，如右图所示。
该触发器用高电平作为输入信号，也称作高电平有效。
当＝0、
＝1时，触发器置1；当＝1、＝0时，触发器置0；当＝＝0时，触发器保持原状态不变；当＝＝1时，＝＝0，这既不是0状态，也不是1状态，因为当和同时由高电平变为低电平时，触发器的输出状态是不确定的，所以，这种情况也是不允许的。
单片机按键电容消抖电路
单片机按键电容消抖电路1.引言1.1 概述概述部分的内容：在许多电子设备中，按键电路常常被使用来实现用户与设备之间的交互。
然而，由于按键的物理特性，如机械弹性和触点接触的不稳定性，会导致按键的震荡现象，即按键在按下或释放时会产生多次跳变。
这种跳变会导致单片机误读按键的信号，可能引发系统错误操作或不稳定的现象。
因此，为了保证按键信号的可靠性和稳定性，需要对按键进行消抖处理。
本篇文章将详细介绍单片机按键电容消抖电路的设计和实现原理。
通过在按键电路中引入电容元件，可以达到消抖的效果。
电容元件具有快速充放电的特性，可以有效地过滤掉按键震荡带来的干扰信号，确保单片机正确读取按键状态。
文章将首先介绍单片机按键的工作原理，包括按键的接口电路和输入电平变化的检测方式。
接着，将深入探讨按键消抖的必要性，分析不进行消抖处理所带来的潜在问题。
在这之后，将详细介绍按键电容消抖电路的设计原理，包括电容的连接方式和参数的选择。
最后，将给出经过实际测试的电路实现结果和相关性能指标的评估。
通过本文的阅读，读者将能够了解单片机按键的基本原理和消抖处理的必要性，掌握按键电容消抖电路的设计和实现方法，以及了解该电路的性能表现。
这对于开发单片机应用的工程师和爱好者来说，具有一定的指导意义和实践价值。
文章结构部分的内容是对整篇文章的组织和布局进行描述。
它向读者展示了文章的章节和主题，并指导读者理解和阅读文章的内容。
在本文中，文章结构如下:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 单片机按键原理2.2 按键消抖的必要性3. 结论3.1 按键电容消抖电路的设计原理3.2 电路实现与测试结果文章的结构分为引言、正文和结论三个主要部分。
在引言部分，概述简要介绍了单片机按键电容消抖电路的背景和重要性；文章结构部分指出了本文的章节组成和布局，为读者提供了阅读指南；目的阐明了文章的目标和意图。
正文部分主要包括单片机按键原理和按键消抖的必要性。
电位器消抖电路
电位器消抖电路1.引言1.1 概述电位器消抖电路是一种常见的电子电路设计，用于解决电位器读数时的抖动问题。
在现实应用中，由于电位器的机械结构和环境因素的影响，经常会出现读数抖动的情况，这会导致不准确的测量结果以及系统的不稳定性。
为了消除电位器的抖动，工程师们设计了电位器消抖电路。
该电路通过使用滤波器、比较器和延时器等元件，能够稳定地读取电位器的准确数值并消除抖动干扰。
通过该电路的设计和优化，可以有效提高电位器的稳定性和测量精度。
在电位器消抖电路的设计过程中，需要考虑几个关键要点。
首先，选择合适的滤波器类型和参数，以确保消抖电路对高频噪声的抑制效果良好。
其次，比较器的阈值设置需要合理，使其能够正确判断电位器读数的变化，并及时作出响应。
此外，延时器的设计也需要注意，保证信号的稳定和延时时间的准确控制。
综上所述，电位器消抖电路是一种重要的电子电路设计，在电位器的使用和测量中起到关键作用。
通过合理的设计和优化，可以有效地消除电位器的抖动问题，提高测量的准确性和系统的稳定性。
未来，随着电子技术的不断发展，电位器消抖电路还有望进一步优化和创新，以满足更广泛的应用需求。
1.2 文章结构文章结构部分是为了说明本文的整体框架和各个章节的内容安排。
在本文中，文章结构包括引言、正文和结论三部分。
引言部分起到引入文章主题的作用。
其中概述部分将介绍电位器消抖电路的背景和基本定义，引起读者的兴趣。
文章结构部分则给出本文的整体框架和各个章节的内容安排，让读者对全文有一个大致的了解。
目的部分说明了本文撰写的目的和意义，即为了研究和探索电位器消抖电路的原理和设计要点。
正文部分是文章的主体部分，包含了电位器消抖电路的原理和设计要点两个章节。
原理部分将详细介绍电位器消抖电路的工作原理、组成结构以及基本特点，让读者对电位器消抖电路有一个清晰的认识。
设计要点部分则强调电位器消抖电路设计过程中需要注意的关键要素，包括参数选择、电路布局、抗干扰能力等方面的内容。
按键消抖的原理
按键消抖的原理一、引言在电子设备中，按键是常见的输入方式。
然而，由于按键的机械结构，当按下或松开按键时，会产生机械弹跳现象，导致信号出现多次跳变，这就是所谓的“按键抖动”现象。
为了避免这种现象对电路造成干扰，需要进行按键消抖处理。
二、什么是按键消抖？按键消抖是指在接收到按键信号后，在一定时间内只处理一次信号，并且保证该信号为有效信号。
其目的是消除因机械结构引起的多次跳变信号。
三、按键消抖的原理1. 机械弹跳原理在了解按键消抖原理之前，需要先了解机械弹跳原理。
当按下或松开一个开关时，由于接触面积有限和金属表面不完全平整等因素影响，开关触点会发生不稳定震荡，并在短时间内反复接通和断开。
这种现象称为“机械弹跳”。
2. 软件处理原理软件处理原理是通过程序来实现对按键状态进行检测和判断的方式。
具体实现方法包括：轮询法、中断法、计时法等。
（1）轮询法轮询法是指通过循环检测按键状态的方式来实现按键消抖。
具体实现方法为：在主程序中设置一个循环，不断检测按键状态，当检测到按键被按下时，进行一定的延时后再次检测按键状态，如果依然是按下状态，则判断为有效信号。
（2）中断法中断法是指通过外部中断来实现对按键状态进行检测和判断的方式。
具体实现方法为：将按键连接到微控制器的外部中断引脚上，在程序中设置好相应的中断服务程序，当检测到外部中断信号时，进入相应的中断服务程序进行处理。
（3）计时法计时法是指通过定时器来实现对按键状态进行检测和判断的方式。
具体实现方法为：当检测到按键被按下时，启动定时器并开始计数，在一定时间内只处理一次信号，并保证该信号为有效信号。
四、硬件处理原理硬件处理原理是通过使用电路元件来实现对按键消抖的方式。
具体包括RC滤波器、Schmitt触发器、反相器等。
1. RC滤波器RC滤波器是将电容和电阻组合在一起，利用电容的充放电特性实现对信号的滤波。
当按键被按下时，由于电容的充放电时间常数较长，可以使机械弹跳信号被滤除。
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按键消抖电路的设计
• 按键消抖一般采用硬件和软件消抖两种 方法。在微机系统中一般都采用软件延时 的消抖方法。在用可编程逻辑器件FPGA／ CPLD设计数字系统中，也可以用VHDL语 言设计相应的时序和逻辑电路，对按键信 号进行处理，同样可以达到消抖目的。
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• 请打开数电书p178
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无延时的软件消抖（上网搜下资料）
FPGA中用到的消抖（参考课本）
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vhdl中的按键消抖电路设计原理
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按键消抖的关键是提取稳定的低电平(或高电平)状态，
滤除按键稳定前后的抖动脉冲。在用基于VHDL语言的时
序逻辑电路设计按键消抖电路时，可以用一个时钟脉冲信
号对按键状态进行取样，当第一次采样到低电平时，启动
按键消抖
按键开关是电子设备实现人机对话的重要器件 之一。由于大部分按键是机械触点，在触点闭 合和断开时都会产生抖动。为避免抖动引起误 动作造成系统的不稳定，就要求消除按键的抖 动，确保按键每按一次只做一次响应。随着可 编程逻辑器件的综合性能的不断提高，它已经 象单片机一样。广泛应用在各种数字逻辑领域。 用可编程逻辑器件直接获取键盘信息也得到广
泛的应用。
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原因分析
绝大多数按键都是机械式开关结构，由于机械式开关的核心 部件为弹性金属簧片，因而在开关切换的瞬间会在接触点出现来 回弹跳的现象。虽然只是进行了一次按键，结果在按键信号稳定 的前后出现了多个脉冲，如图1所示。如果将这样的信号直接送 给微处理器扫描采集的话，将可能把按键稳定前后出现的脉冲信 号当作按键信号，这就出现人为的一次按键但微处理器以为多次 按键现象。为了确保按键识别的准确性，在按键信号抖动的情况 下不能进入状态输入，为此就必须对按键进行消抖处理，消除抖 动时不稳定、随机的电压信号。机械式按键的抖动次数、抖动时 间、抖动波形都是随机的。不同类型的按键其最长抖动时间也有 差别，抖动时间的长短和按键的机械特性有关，一般为5～10 ms，但是，有些按键的抖动时间可达到20 ms，甚至更长。所 以，在具体设计中要具体分析，根据实际情况来调整设计。
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• 如果按键较多,常用软件方法去抖,即检测出 键闭合后执行一个延时程序,产生5ms～ 10ms的延时,让前沿抖动消失后再一次检测 键的状态,如果仍保持闭合 状态电平,则确认 为真正有键按下。当检测到按键释放后,也 要给5ms～10ms的延时,待后沿抖动消失后 才能转入该键的处理程序。
Hale Waihona Puke .7思考题
延时电路，延时结束后，再对按键信号进行连续三次取样，
如果三次取样都为低电平，则可以认为按键已经处在稳定
状态，这时输出一个低电平的按键确认信号，如果连续三
次的取样中，至少有一次是高电平，则认为按键仍处在抖
动状态，此时不进行按键确认，按键输出信号为高电平。
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