10、消除GPIO输入信号抖动：按钮与开关的挑战与解决方案

消除GPIO输入信号抖动：按钮与开关的挑战与解决方案

1. 引言

将按钮或开关连接到GPIO输入似乎是一个简单的任务。然而，实际情况并非如此简单。在数字电路中，按钮按下和释放的动作可能会导致输入信号不稳定，这种现象称为“抖动”。抖动会导致程序误判按钮状态，从而引发不必要的操作。本篇文章将探讨按钮及其对电子输入提出的问题，并介绍几种常见的消抖电路解决方案，帮助您在使用树莓派GPIO输入时避免这些问题。

2. GPIO输入与按钮

2.1 理想的按钮按压

理想的按钮按压信号如图所示。在静止状态下，信号为低电平（读取为0）。当按下按钮时，信号变为高电平（1），并且只要按钮被按下，信号保持高电平。按钮释放后，信号立即返回低电平。

graph TD;
    A[静止状态：低电平] --> B[按下按钮：高电平];
    B --> C[保持高电平];
    C --> D[按钮释放：低电平];

2.2 实际的按钮按压

实际的按钮按压可能会导致信号抖动。例如，按下按钮时，接触点可能会在接近0时刻闭合，并由于金属接触点的弹跳，多次出现高低电平。如图所示，接触点最终会稳定下来，但在此之前，可能会产生多个不必要的高低电平变化。

graph TD;
    A[静止状态：低电平] -