Arduino中按键开关的应用与去抖动处理

Arduino中按键开关的应用与去抖动处理

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/kongfu_jian/article/details/143016172

Arduino作为一款流行的开源电子原型平台，其应用范围广泛，从简单的LED控制到复杂的物联网项目。在众多外设中，按键开关是最基础也是最常用的输入设备之一。本文将详细介绍按键开关的工作原理、接线方法以及如何通过代码实现按键去抖动功能，帮助读者掌握这一基础但重要的技能。

1.按键开关又名轻触开关

是指利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关。

2.原理图图标示意

3.引脚状态

按键未按下时：1.l 与1.r接通； 2.l与2.r接通； 1号引脚与2号引脚断开；
当按下按键，按键的四个引脚都接通

4.按键抖动

当按下物理按钮时，电路会打开和关闭数十次或数百次。这种现象被称为按键抖动。发生这种情况是因为按钮的机械性质：金属触点结合在一起时，有一段短暂的过度时间——触点的接触不充分，这导致一系列快速的开放/关闭。
所以在有轻触开关按键的程序中，须要去除抖动；

5.按键去抖示例

物料：

1PCS 220欧姆电阻
1PCS LED灯
1PCD 轻触开关
1PCS UNO开发板

接线图：

代码示例:

const int buttonPin = 2; // 定义按键连接的引脚为数字引脚2
const int ledPin = 13;   // 定义LED连接的引脚为数字引脚13（通常用于板上LED）
bool ledState = false;   // 当前LED的状态，初始为false（OFF）
int buttonState;         // 用于存储当前按键读取的状态
int lastButtonState = HIGH; // 用于存储上一次按键读取的状态，初始为HIGH（未按下）
unsigned long lastDebounceTime = 0; // 用于存储上一次防抖计时器的时间
unsigned long debounceDelay = 100; // 防抖延迟时间设置为100毫秒

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // 设置按键引脚为输入并启用内部上拉电阻
  pinMode(ledPin, OUTPUT);         // 设置LED引脚为输出模式
  digitalWrite(ledPin, ledState);  // 设置LED初始状态为关闭
  Serial.begin(9600);              // 初始化串行通信，波特率为9600
}

void loop() {
  int reading = digitalRead(buttonPin); // 读取当前按键状态
  // 如果按键状态有变化，则重置防抖计时器
  if (reading != buttonState) {
    lastDebounceTime = millis(); // 记录当前时间
    buttonState = reading;       // 更新按钮状态
    // 打印当前时间到串行监视器
    Serial.println(millis());
    
    // 如果当前时间小于防抖延迟加上上一次防抖时间，则进入等待
    if(millis() < debounceDelay + lastDebounceTime){
      // 等待直到按键被释放
      while(!digitalRead(buttonPin));
      
      // 如果按键在按下后变为未按下（HIGH）
      if(reading == HIGH){
        ledState = !ledState; // 切换LED状态
        digitalWrite(ledPin, ledState); // 更新LED引脚状态
        // 打印LED状态到串行监视器
        Serial.print("led:");
        Serial.println(ledState);
      }
    }
  }
  // 在循环结束前更新按钮状态
  buttonState = reading;
}  

代码解析：

控制一个连接在Arduino数字引脚13上的LED灯的开和关状态，基于一个连接在数字引脚2上的按键输入。当按键被按下时，程序会切换LED的状态（开或关），并在串行监视器中打印LED当前的状态。
为了解决按键抖动的问题，程序实现了防抖机制，确保只有在按键状态稳定后才进行LED状态的切换。通过启用内部上拉电阻，按键未按下时引脚处于高电平（HIGH），按键被按下时引脚变为低电平（LOW）。程序在主循环中不断检查按键状态，当检测到状态变化时启动防抖逻辑，确保LED在按键按下后能可靠地切换状态