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標題: Arduino教程-消除按鍵抖動！ [打印本頁]
作者: 51黑電子論壇    時間: 2015-12-19 21:23
標題: Arduino教程-消除按鍵抖動！
Hi，大家好！又跟大家見面啦！在上一次講解按鍵開關臨近結束的時候，我們提到在正常的使用過程中，美中有不足，按鍵開關還有一個小問題需要解決。那是什么問題呢？
每當你按下或抬起按鍵開關的一瞬間，由于讀取信號的操作是持續進行的，又由于按鍵自身的物理元器件的問題，每次觸碰的一瞬間，可能會發生多次短暫的物理接觸，以至于最終產生的信號發生了抖動。為了消除這種抖動，讓按鍵變得更加好用，這次我們一起來試試看如何解決這個問題！這一次的學習過程中，我們用到了之前在《另一種時間延遲》中學過的知識點。如果你對此還有印象，那將會對這一次的學習有很大的幫助呢！
好！介紹的差不多了。還是老環節，先準備一下我們需要的材料。
硬件方面
圖片來源：Arduino電路配件
具體包括如下：
咦？是不是看起來很像上一次在《按鍵開關》那一節中所使用的硬件啊！哼哼！其實不單是硬件用的一樣，連電路的連接也是一摸一樣呢！同樣的，這次我們對按鍵測試所使用的LED神燈，用的還是Arduino UNO電路板上自帶的那一盞！
軟件方面不多說，依然是Arduino官方提供的IDE。
連接電路
圖片來源：Arduino連接開關按鍵電路示意圖
既然和上一次的電路連接一樣，就不多啰嗦了，我們直接進入最后一步！
添加幾行代碼首先，還是新建一個項目窗口。

圖片來源：Arduino官方IDE
然后向其中添加如下代碼：


  1. // 定義按鍵輸入針腳號常量，
  2. // 并初始化為2號針腳。
  3. const int buttonPin = 2;
  4. // 定義LED輸入針腳號常量，
  5. // 并初始化為13號針腳。
  6. // 注：此處我們使用的LED神燈是Arduino UNO電路板自帶，
  7. // 此神燈對應的針腳號默認為13，此數值不得隨意更改，
  8. // 所以這里定義的數值13是為了和默認值相對應。
  9. const int ledPin = 13;
  10. // 定義記錄LED神燈當前狀態的變量，
  11. // 并初始化狀態為HIGH。
  12. int ledState = HIGH;
  13. // 定義記錄按鍵當前狀態的變量
  14. int buttonState;
  15. // 定義記錄按鍵最近一次狀態變化的變量，
  16. // 并初始化狀態為LOW。
  17. int lastButtonState = LOW;
  18. // 定義記錄最近一次抖動的時間變量，
  19. // 并初始化時間為0毫秒。
  20. long lastDebounceTime = 0;
  21. // 定義延遲抖動的時間變量，
  22. // 并初始化為50毫秒。
  23. long debounceDelay = 50;

  25. // 對Arduino電路板或相關狀態進行初始化方法
  26. void setup() {
  27.   // 設置按鍵的針腳為輸入狀態
  28.   pinMode(buttonPin, INPUT);
  29.   // 設置電路板上LED神燈的針腳狀態為輸出狀態
  30.   pinMode(ledPin, OUTPUT);
  31.   // 設置電路板上LED神燈的初始狀態，
  32.   // 此處因為變量ledState的初始狀態為HIGH，
  33.   // 所以LED神燈的初始狀態為亮。
  34.   digitalWrite(ledPin, ledState);
  35. }

  37. // 系統調用，無限循環方法
  38. void loop() {
  39.   // 讀取按鍵的狀態
  40.   int reading = digitalRead(buttonPin);
  41.   // 判斷當前的按鍵狀態是否和之前有所變化
  42.   if (reading != lastButtonState) {
  43.     // 如果按鍵發生了變化，
  44.     // 則重新設置最近一次抖動的時間。
  45.     lastDebounceTime = millis();
  46.   }
  47.   // 判斷按鍵按下或抬起的狀態時間間隔是否大于延遲抖動的時間長度。
  48.   // 方法millis()可以獲取當前時間，單位統一為毫秒。
  49.   if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
  50.     // 判斷當前的按鍵狀態是否和之前有所變化
  51.     if (reading != buttonState) {
  52.       // 如果發生了變化，
  53.       // 則更新按鍵狀態變量。
  54.       buttonState = reading;
  55.       // 判斷按鍵的狀態是否為按下，
  56.       // 只有在按鍵按下的時候，
  57.       // 才改變LED神燈的狀態。
  58.       if (buttonState == HIGH) {
  59.         // 如果LED神燈當前為亮度，
  60.         // 則變為滅。如果為滅，
  61.         // 則變為亮。
  62.         ledState = !ledState;
  63.       }
  64.     }
  65.   }
  66.   // 最終改變電路板上LED神燈的狀態
  67.   digitalWrite(ledPin, ledState);
  68.   // 更新按鍵最近一次狀態變化的變量
  69.   lastButtonState = reading;
  70. }
復制代碼



好！總共的代碼就是醬紫！看起來有些長呢！其實也只是看起來而已啦！老實說這里并沒有出現任何新的面孔，唯一看起來有點繞的，就是對時間延遲的控制。如果覺得有些吃力，可以回顧一下《另一種時間延遲》小節所學的內容。之所以能夠最終解決抖動問題，其實就是通過加入時間延遲來解決的。通過延長按鍵狀態改變的時間長度，來最終消除信號的抖動。

圖片來源：Arduino官方IDE的文件編輯菜單選項
點擊上圖中標有向右指向的箭頭圖標，將代碼一鍵燒入Arduino UNO電路板。現在試試看，每次單擊按鍵，電路板上的LED神燈會不會有所變化？如果一切正常，現在每單擊一下按鍵，LED神燈的狀態就會變化一次。在《按鍵開關》那一節，是每次按下按鍵，點亮LED神燈。抬起按鍵，LED神燈熄滅。而現在是每單擊一次按鍵，LED神燈變化一次。可以體會一下它們之間的不同。
總結通過這次學習，我們解決了按鍵的信號抖動的問題。解決的核心方法呢，是通過引入時間延遲，來消除信號抖動。技術來說并沒有碰到新內容，難點就在于對時間延遲的理解。
下期預告通過前兩次學習，我們發現每次連接按鍵總要外加一個10k的電阻。在電路合理連接的情況下，能不能不引入電阻，直接就能使用按鍵呢！好！下一次，我們將一起學習一種如何不用外接電阻，也能正常使用按鍵的方法！


ohcoder的系列精彩Arduino教程:
Arduino教程-初識Arduino(包含本教程目錄):http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41334-1.html
Arduino教程-開篇:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41335-1.html
Arduino教程-點亮LED神燈:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41336-1.html
Arduino教程-讓LED神燈閃爍:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41337-1.html
Arduino教程-讓LED神燈亮度漸變:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41338-1.html
Arduino教程-獲取輸入數字信號:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41339-1.html
Arduino教程-獲取輸入模擬信號:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41340-1.html
Arduino教程-另一種時間延遲:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41331-1.html
Arduino教程-按鍵開關:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41341-1.html
Arduino教程-停止抖動！:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41333-1.html
Arduino教程-拋棄外部電阻！:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41332-1.html
Arduino教程-用按鍵開關計數:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41330-1.html

………后續持續更新中請打開:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-41334-1.html
作者: ZFDPJ    時間: 2017-11-26 02:48
大神請問一下 51步 if (reading != buttonState)中 reading不就是讀取的buttonstate中的狀態嗎？為什么還可以比較啊？ 求解釋
作者: w53532628    時間: 2019-5-16 09:22
我覺得寫得挺好滴，頂一個
作者: w53532628    時間: 2019-5-16 09:34
如果按鈕按得夠久，先0-1再1-0，都是穩定的，那燈的狀態就會變兩次嗎？
作者: vbn6264    時間: 2020-3-5 17:09
很好的按鍵的函數 謝謝分享
作者: 定不負全卿    時間: 2020-3-5 21:30
ZFDPJ 發表于 2017-11-26 02:48
**** 作者被禁止或刪除 內容自動屏蔽 ****

buttonState是int類型只有兩種值0和1   如果為0不執行   如果為1  執行    關鍵在那個！=  這個符號
作者: 科比之心    時間: 2020-3-23 11:29
ZFDPJ 發表于 2017-11-26 02:48
**** 作者被禁止或刪除 內容自動屏蔽 ****

我分析這個地方應該是寫錯了，BUTTONSTATE在程序中沒有用到，這個地方應該改成lastButtonState就可以了，reading確實是當前獲取到的按鍵狀態值
作者: 完完全全    時間: 2020-4-15 10:40
科比之心 發表于 2020-3-23 11:29
我分析這個地方應該是寫錯了，BUTTONSTATE在程序中沒有用到，這個地方應該改成lastButtonState就可以了， ...

把這句"int reading = digitalRead(buttonPin);"改為#define reading   digitalRead(buttonPin);
就好理解了
作者: 精彩一刻    時間: 2020-9-25 14:28
我是菜鳥，請問下：
// 定義按鍵輸入針腳號常量，
// 并初始化為2號針腳。
const int buttonPin = 2;
這個可不可以用宏定義，因為引腳號基本只是指定，而不會在程序運行去改變的，是不是可以不用int變量，而用：#define buttonPin  = 2
宏定義是不占內存空間的吧，而一個int整型是要消耗內存的，不知我想的對不對？
作者: ziba108    時間: 2023-7-29 18:32
很好的按鍵的函數 謝謝分享



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