按键的抖动会产生如图 19-5 所示的毛刺,毛刺中会有低电平的情况,但是因为机械抖动的原因很快又回拉高了,如果我们把其中的每次的低电平和高电平都采集到,那么相当于是按键被按下了好多次,而不是我们想要的一次,所以我们一定要把这段抖动给滤除掉,这段抖动的时间我们通过前面的分析是已知的,抖动的时间是小于 10ms 的,而当有20ms 的时间内都没有抖动就说明按键已经处于稳定状态了,也就是说我们可以做一个计数器来进行计数,计数 20ms 的时间,也就是说只要 20ms 的时间内都没有抖动产生,那结果是什么电平就是什么,我们需要做的是找到最后一次抖动的时间是在什么时候,才能够开启这 20ms 的计数,否则这 20ms 内不能够保证都是我们的安全时间。 当然有的同学可能会说我在单片机的设计中都是检测第一次按键为低电平了就开始计数,然后延时一段大于30ms 的时间后再检测得到的按键电平就是稳定的按键信号,难道这种方式不可以吗?这种方式虽然也是可以的,但不是最好的,因为这会浪费我们的不必要时间,也就是说虽然抖动的时间理论上不会大于 10ms,但是具体是多少可能每次按键实验的结果都不相同,如果我们每次都按照最大的抖动时间 10ms 来计算无疑会“多”考虑了一些时间,所以我们采用一种更“节约”时间的方法,我们添加一个名为 cnt_20ms 用于计数 20ms 时间的计数器,每当系统检测到按键输入信号为低电平时 cnt_20ms 计数器就开始计数,在 cnt_20ms 计数器计数期间内,如果再次检测到按键为高电平则说明上次检测到的低电平一定是个抖动,那么我们就将这个计数器清零,总结为简单的一句话就是:当系统检测到按键为低电平时 cnt_20ms 计数器就计数,当检测到按键为高电平时 cnt_20ms 计数器就清零。讲到这里主要问题我们就已经解决了,然后要考虑 cnt_20ms 计数器计数个数和计数满了后该怎么处理以及滤除抖动后的输出信号 key_flag 什么时候拉高、拉低的问题。 首先是考虑计数器的问题,根据我们使用的 50Mhz 的晶振来计算,cnt_20ms 计数器计数 20ms 时间所需要计数的个数为 999_999,计数器计数满后我们习惯性先清零,如果有问题我们根据分析再进行修改。而 key_flag 信号则是一个脉冲信号,也就是只有一个时钟周期的高电平,且当 cnt_20ms 计数器计数到 999_999 时才拉高,而这个高电平只能存在一个。按照 cnt_20ms 计数器计数到 999_999 时清零来分析,其波形图如图 19-6 所示,按键会因为低电平的时间太久,会存在多个 20ms 的间,cnt_20ms 计数器计数满清零多次, 这样就会有多个计数值为 999_999 的情况,从而导致 key_flag 信号产生多次脉冲,这显然是我们不想要的结果。那我们需要分析是 cnt_20ms 计数器清零的问题还是 key_flag 信号拉高时间的问题。经分析 key_flag 信号即使不是在 cnt_20ms 计数器计数到 999_999 时拉高而在其他时间拉高也会出现同样的问题,所以那只能怀疑是 cnt_20ms 计数器清零的条件不对了。刚开始的时候 cnt_20ms 计数器清零已经有一个条件了,那就是当输入信号 key_in 只要为高电平就将 cnt_20ms 计数器清零,那这里我们就让 cnt_20ms 计数器计数满后保持为999_999 而不清零,等待输入信号 key_in 为高电平的时候再清零。