CN110048697B - 一种滤除按键抖动的方法和相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滤除按键抖动的方法和相关设备。所述方法包括：单片机检测按键是否被按下；若检测到按键被按下，则局部变量进行自加处理，根据处理结果进一步判断是否达到预设的计数值的阈值；若达到所述阈值，则执行按键事件，本发明利用静态局部变量计时取代延时的滤波方式，通过静态局部变量进行计时，单片机在监控IO的同时进行计时，也可以响应其它事件，避免了通过利用单片机循环地执行自加或自减的传统延时方式所造成单片机停滞性地等待、不可响应其它事件的后果，且不耗费单片机资源，使单片机运用达到最大化，同时可以节省硬件成本达到最优的按键设计，而且还达到了消除噪声的效果。

Description

一种滤除按键抖动的方法和相关设备
技术领域
本发明涉及硬件应用技术领域，尤其涉及的是一种滤除按键抖动的方法和相关设备。
背景技术
按键消抖是因为通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。
在种硬件消抖的方法中采用电路解决了放开按键出现电压高低不平的不断变化，其中电路上的电阻与电容会造成漏电现象的产生，而且对IO口的功耗要求高，而且增加了电阻与电容的成本，也不易于成本控制。采用软件延时方法则是通过单片机不断地利用自身的速率进行程序语句死循环地执行，从而达到延时的目的，这样设计会令单片机停滞工作，等待计时时间的到达，造成资源的极大浪费。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种滤除按键抖动的方法和相关设备，以解决硬件消抖方法成本高、软件消抖单片机资源浪费的问题。
一种滤除按键抖动的方法，包括：
A、单片机检测按键是否被按下；
B、若检测到按键被按下，则局部变量进行自加处理，根据处理结果进一步判断是否达到预设的计数值的阈值；
C、若达到所述阈值，则执行按键事件。
其中，在所述步骤A中，当按键处于断开状态时，单片机检测到的是高电平，当按键接通时，单片机检测到的是低电平。
其中，在所述步骤A之前还包括：
A0、定义一静态局部变量，当检测到按键按下时，所述局部变量进行自加操作，当自加到一定数据时，则进行按键处理。
其中，所述步骤B还包括：
B1、当单片机检测到按键按下、并检测到低电平时则进行计数。
所述步骤B还包括：
B2、判断计数值是否达到预设阈值；
B3、若该计数值未达到所述阈值，则判断不是稳定的按键下的低电平，未达到理想的按下时间，不执行按键事件；
B4、若该计数值达到所述阈值或超过所述阈值，则判定为稳定的按键下的低电平，达到理想的按下时间并执行按键事件。
其中，所述步骤B1具体包括：
当检测到按键按下时，局部变量进行计数，并对低电平保持时间进行计时。
其中，在所述步骤A之前还包括：
A1、预先设定所述计数值的阈值，其中，所述阈值大小根据单片机的运行效率进行调整。
其中，所述步骤C还包括：
C1、当达到理想的按下时间后，进一步判断按键是否处于按下状态，若是，则执行按键事件。
一种单片机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：本发明利用静态局部变量计时取代延时的滤波方式，通过静态局部变量进行计时，单片机在监控IO的同时进行计时，也可以响应其它事件，不耗费单片机资源，使单片机运用达到最大化，同时可以节省硬件成本达到最优的按键设计，而且还达到了消除噪声的效果，一举两得。
附图说明
图1为一个实施例中一种滤除按键抖动的方法的流程示意图。
图2为一个实施例中一种滤除按键抖动的方法的程序处理语句的示意图。
图3为一个实施例中一种滤除按键抖动的方法中局部变量自加的流程示意图。
图4为一种滤除按键抖动的方法应用于智能门锁按键的具体实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请提供的一种滤除按键抖动的方法，可以在智能汽车、医疗健康、智能玩具、机器人等领域，涉及到按键应用的领域都可运用。其中，本发明是基于Crotex-M0系列单片机的一种滤除按键抖动的方法，Crotex-M0系列单片机具有功耗较小的优势，当然，在不考虑功耗的前提下，本发明中的方法可适用于一切单片机。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种滤除按键抖动的方法，包括以下步骤：
S100、定义一静态局部变量，当检测到按键按下时，所述局部变量进行自加操作，当自加到一定数据时，则进行按键处理。
其中，所述的静态局部变量为C语言的静态局部变量，即static关键字与判断if-else语句实现按键噪声（抖动）的消除，取代了传统的延时方式消除噪声。
S200、单片机检测按键是否被按下；
S300、若检测到按键被按下，则局部变量进行自加处理，根据处理结果进一步判断是否达到预设的计数值的阈值，即根据处理结果进一步判断是否达到理想的按下时间；
其中，所述步骤S300还包括：
S301、当单片机检测到按键按下、并检测到低电平时则进行计数。
其中，所述步骤S301具体包括：
当检测到按键按下时，局部变量进行计数，并对低电平保持时间进行计时。
所述步骤S300还包括：
S302、判断计数值是否达到预设的阈值；
S303、若该计数值未达到所述阈值，则判断不是稳定的按键下的低电平，未达到理想的按下时间，不执行按键事件；
S304、若该计数值达到所述阈值或超过所述阈值，则判定为稳定的按键下的低电平，达到理想的按下时间并执行按键事件。
其中，预先设定所述计数值的阈值，其中，所述阈值大小根据单片机的运行效率进行调整。
S400、若达到所述阈值，则执行按键事件。
其中，所述步骤S400还包括：
S401、当达到所述阈值，进一步判断按键是否处于按下状态，若是，则执行按键事件，通过进一步判断按键的按下状态，以防止局部变量刚好自加到预设阈值时即松手的情况发生。
具体的，单片机IO口配置为上拉输入，内部由上拉电阻上拉，当按键处于断开状态时，IO检测到的是高电平，当按键接通时，IO口被拉低，在这期间会有抖动产生，先定义一个静态局部变量，当检测到按键按下时，局部变量进行自加操作，当自加到一定数据后，即低电平的保持时间达到理想的按下时间后，再进行按键处理，这样自加的方式达到的计时效果以取代延时造成的资源浪费。
其中，将静态局部变量用作按键按下时进行计数，以达到计时的效果，请结合图2，当检测到按键按下时，若有噪声产生，那么else if语句会把噪声滤掉，平稳的低电平会处于if语句中的KeyPressTime进行计时，达到检测的时间DetTime后再进行按键事件的处理，同样达到了消抖的效果，而且不浪费单片机资源，让它在计时的同时处理其它事件。
本发明利用静态局部变量计时取代延时的滤波方式，通过静态局部变量进行计时，单片机在监控IO的同时进行计时，也可以响应其它事件，避免了通过利用单片机循环地执行自加或自减的传统延时方式所造成单片机停滞性地等待、不可响应其它事件的后果，且不耗费单片机资源，使单片机运用达到最大化，同时可以节省硬件成本达到最优的按键设计，而且还达到了消除噪声的效果，一举两得。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
为进一步理解本发明，本发明还提供了一个实施例中一种滤除按键抖动的方法中局部变量自加的流程示意图，如图3所示，包括步骤：
S10、开始；
S11、检测按键是否按下，是则执行步骤S12；
S12、静态局部变量自加；
S13、自加是否达到符合的数值，是则执行步骤S14，否则返回步骤S11；
S14、按键是否处于按下状态，是则执行步骤15，否则返回步骤S11；其中，当静态局部变量达到阈值后，进一步确认按键的按下状态以避免自加值刚好达到阈值时即松开按键的情况发生；
S15、功能按键处理，即执行按键事件；
S16、结束。
请参阅图4，图4是本发明中的一种滤除按键抖动的方法应用于智能门锁的按键的具体实施例，如图所示：
在涉及到用户交互的应用场景中，大多数会用到按键功能，其中在智能门锁的设计中，按键被定义成为一个恢复出厂设置的功能，当门锁处于待机状态时，按下处于后档的恢复出厂按键3秒，电子锁屏幕上会提示是否恢复出厂，确定按井号键，退出按返回键，当用户按下井号键时，门锁进入初始化流程，提示用户操作结果。
在该应用场景中，门锁主控采用的是意法半导体单片机STM8L152R8，该单片机提供的低功耗模式可达3ua，特别适用于对功耗要求高的场合，而且拥有丰富的外设，3路全双工USART接口、三个16位定时器，带2个通道（IC，OC，PWM）、一个16位高级控制定时器，带3个通道，支持电机控制、一个8位定时器，带有7位预分频器、一个窗口，一个独立的监视器、具有1，2或4 kHz频率的蜂鸣器定时器，按键则采用普通的按键设计。使用本申请中的滤除按键抖动的方法，当按下恢复厂设置按键时，IO口被拉低，在这期间会有抖动产生，当检测到按键按下时，局部变量进行自加操作，当自加到一定数据后，即稳定的低电平的保持时间达到理想的按下时间后，再进行按键处理，其中，确认键与返回键防抖动原理与恢复出厂设置按键相同，避免了因按键抖动而产生的误操作。
在一个实施例中，提供了一种单片机，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
S100、定义一静态局部变量，当检测到按键按下时，所述局部变量进行自加操作，当自加到一定数据时，则进行按键处理。
S200、单片机检测按键是否被按下；
S300、若检测到按键被按下，则局部变量进行自加处理，根据处理结果进一步判断是否达到预设的计数值的阈值，即根据处理结果进一步判断是否达到理想的按下时间；
其中，所述步骤S300还包括：
S301、当单片机检测到按键按下、并检测到低电平时则进行计数。
其中，所述步骤S301具体包括：
当检测到按键按下时，局部变量进行计数，并对低电平保持时间进行计时。
所述步骤S300还包括：
S302、判断计数值是否达到预设阈值；
S303、若该计数值未达到所述阈值，则判断不是稳定的按键下的低电平，未达到理想的按下时间，不执行按键事件；
S304、若该计数值达到所述阈值或超过所述阈值，则判定为稳定的按键下的低电平，达到理想的按下时间并执行按键事件。
S400、若达所述阈值，则执行按键事件。
其中，所述步骤S400还包括：
S401、当局部变量自加值达到该阈值，进一步判断按键是否处于按下状态，若是，则执行按键事件。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S100、定义一静态局部变量，当检测到按键按下时，所述局部变量进行自加操作，当自加到一定数据时，则进行按键处理。
S200、单片机检测按键是否被按下；
S300、若检测到按键被按下，则局部变量进行自加处理，根据处理结果进一步判断是否达到预设的计数值的阈值，即根据处理结果进一步判断是否达到理想的按下时间；
其中，所述步骤S300还包括：
S301、当单片机检测到按键按下、并检测到低电平时则进行计数。
其中，所述步骤S301具体包括：
当检测到按键按下时，局部变量进行计数，并对低电平保持时间进行计时。
所述步骤S300还包括：
S302、判断计数值是否达到预设阈值；
S303、若该计数值未达到所述阈值，则判断不是稳定的按键下的低电平，未达到理想的按下时间，不执行按键事件；
S304、若该计数值达到所述阈值或超过所述阈值，则判定为稳定的按键下的低电平，达到理想的按下时间并执行按键事件。
S400、若达到理想的按下时间，则执行按键事件。
其中，所述步骤S400还包括：
S401、当达到理想的按下时间后，进一步判断按键是否处于按下状态，若是，则执行按键事件。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种滤除按键抖动的方法，其特征在于，包括：
A0、定义一静态局部变量，其中，所述静态局部变量为C语言静态局部变量，当检测到按键按下时，所述静态局部变量进行自加操作，当自加到一定数据时，则执行按键事件；
A、单片机检测按键是否被按下；
B、若检测到按键被按下，则静态局部变量进行自加处理，根据处理结果进一步判断是否达到预设的计数值的阈值，其中，当静态局部变量达到阈值后，进一步确认按键的按下状态；
B1、当单片机检测到按键按下、并检测到低电平时则进行计数，其中，将静态局部变量用作按键按下时进行计数，当检测到按键按下时，若有噪声产生，则else if语句滤掉噪声，平稳的低电平在处于if语句中的KeyPressTime进行计时，达到检测的时间DetTime后，进行按键事件的处理；
C、若达到所述阈值，则执行按键事件；
C1、当达到理想的按下时间后，进一步判断按键是否处于按下状态，若是，则执行按键事件；
其中，单片机IO口配置为上拉输入，内部由上拉电阻上拉，当按键处于断开状态时，IO口检测到的是高电平，当按键接通时，IO口被拉低；
若抖动产生，根据所述定义的一个静态局部变量，当检测到按键按下时，静态局部变量进行自加操作，当自加到一定数据后，则判断低电平的保持时间达到理想的按下时间，进行按键处理。
2.根据权利要求1所述的一种滤除按键抖动的方法，其特征在于，在所述步骤A中，当按键处于断开状态时，单片机检测到的是高电平，当按键接通时，单片机检测到的是低电平。
3.根据权利要求1所述的一种滤除按键抖动的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
B2、判断计数值是否达到预设的阈值；
B3、若该计数值未达到所述阈值，则判断不是稳定的按键下的低电平，未达到理想的按下时间，不执行按键事件；
B4、若该计数值达到所述阈值或超过所述阈值，则判定为稳定的按键下的低电平，达到理想的按下时间并执行按键事件。
4.根据权利要求3所述的一种滤除按键抖动的方法，其特征在于，所述步骤B1具体包括：
当检测到按键按下时，静态局部变量进行计数，并对低电平保持时间进行计时。
5.根据权利要求1所述的一种滤除按键抖动的方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括：
A1、预先设定所述计数值的阈值，其中，所述阈值大小根据单片机的运行效率进行设置。
6.一种单片机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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