基于状态机的按键消抖原理

一只摸鱼怪

已于 2024-06-10 20:46:47 修改

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分类专栏： zynq vivado摸鱼记录 # FPGA Verilog 文章标签： fpga开发

于 2024-03-01 21:48:54 首次发布

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摸鱼记录 Day_13 (=^▽^=)

以按键消抖为例，学习状态机分析(=^▽^=)

按键的硬件结构如图1：

EDA 扩展板所载的均为贴片按键，原理图如图2：

由原理图可以看出，按键未按下时 IO 口为高电平，按键按下时则变为低电平，因此系统即可通过检测 IO 的电平来判断按键的状态。

从图1中可以看到按键存在一个(3)反作用弹簧，因此当按下或者松开时均会产生额外的物理抖动，物理抖动便会产生电平的抖动。

按键从按下再到松开的过程中，其电平变化如图4，上为理想波形输出，下为实际波形输出。

产生的抖动次数以及间隔时间均是不可预期的，这就需要通过滤波来消除抖动可能对外部其他设备造成的影响。一般情况下抖动的总时间会持续 20ms 以内。

这种抖动，可以通过硬件电路或者逻辑设计的方式来消除，也可以通过软件的方式完成。

其中硬件电路消除抖动适用于按键数目较少的场合。

IDLE	空闲态，高电平，等待按键按下
FILTER0	按键按下消抖，持续20ms低电平认为按键按下，否则回到IDLE
DOWN	按键按下，低电平，等待按键释放
FILTER1	按键释放消抖，持续20ms高电平认为按键释放IDLE，否则回到DOWN