一種相對高效的按鍵消抖方法

按鍵軟件消抖自我接觸單片機開始就已經存在這個問題了，網上的辦法無非是延時消抖和定時輪詢。對於寫裸機的我來說這兩種方法都不可避免的會有資源浪費掉，今天突然有了靈感，想到了一種相對高效的辦法來解決消抖問題。

硬件平臺：STM32F103RCT6開發板

開發環境：WIN7-64bit+MDK5+STD庫

按鍵消抖的必要性在此我就不多說了。直接步入正題。

在使用本方法前請注意，本方法需要一個全局時間戳的支持。

第一步：初始化全局時間戳的定時器，一般採用SysTick定時器來產生，每ms一次tick即可。

第二步：初始化按鍵對應的IO，複用爲邊沿觸發的外部中斷。

第三步：在外部中斷函數中添加按鍵事件處理函數。

代碼如下：

typedef struct _Key_t
{
    u32 last_time;
    enum
    {
        May_Press,
        Release,
    }private_state;
    enum
    {
        No_Press,
        Short_Press,
        Long_Press,
    }state;
}Key_t;

#define Is_ShortPress_Threshold   1500

簡單定義一個按鍵狀態的結構體，用於管理每個按鍵的狀態。順便再定義一個長短按的識別閾值，用於區分按鍵的長短按。

if(key_state.private_state==Release)                
{
    if(KEY==0)
    {
        key_state.private_state=May_Press;
        key_state.last_time=course_ms();
    }
}
else if(key_state.private_state==May_Press)
{
    if(KEY==1)
    {
        if((course_ms()-key_state.last_time>10)&&(course_ms()-key_state.last_time<Is_ShortPress_Threshold))
        {
            key_state.state=Short_Press;
            key_state.private_state=Release;
        }
        else if(course_ms()-key_state.last_time>Is_ShortPress_Threshold)
        {
            key_state.state=Long_Press;
            key_state.private_state=Release;
        }
        else
            key_state.private_state=Release;
    }
}

以上爲需要添加到中斷處理函數的按鍵事件處理函數，算法的核心是一個狀態機。在本例中，按鍵被默認上拉，按下接地。course_ms()爲獲取全局時間戳的函數。

思路解釋如下：按鍵狀態結構體有一個用於識別的狀態位，默認處於Release，也就是釋放的狀態。一旦按鍵被按下，中斷觸發，此時檢查是否是Relase狀態，如果是就檢查按鍵是否被拉低，如果是，此時進入May_Press狀態，也就是可能是按下的，並且記錄此時的時間戳，這一步是消抖的關鍵。當按鍵被釋放，由於是邊沿觸發，會再次進行處理，此時檢查和上一次觸發之間的時間戳之差，如果小於10ms我們就認爲是抖動，此時不會對按鍵輸出狀態進行修改，而是直接將按鍵狀態置回Relase狀態，反之檢查差值和長短按閾值之間的關係，將state置位爲對應的狀態。消抖的核心在於記錄時間戳，而這只是一個簡單的賦值操作，並不耗費時間。

效率上來說，延時消抖花費時間在無意義延時上，而相對較好的定時輪詢還是不可避免的在輪詢，而現在這種方式完全是中斷性質的。唯一多出的開銷（全局時間戳）並不是只可以用於按鍵消抖，另外在HAL庫中存在直接獲取tick的函數，這樣實現就更方便了。經實際測試，消抖效果可以達到其他兩種消抖算法的水平。