原创 按键去抖动实验

实验原理

       独立按键电路图如图1所示。作为机械开关的键盘，在按键操作时，机械触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或开启的瞬间会出现电压抖动的现象，如图2所示。在实际应用中如果不进行处理将会造成误触发。

图1 独立按键电路

图2 按键电平抖动示意图

        按键去抖动关键在与提取稳定的低电平状态，滤除前沿、后沿抖动毛刺。对于一个按键信号，可以用一个脉冲对它进行取样，如果连续三次取样为低电平，可以认为信号已经处于键稳定状态。这时输出一个低电平按键信号。继续取样的过程中如果不能满足连续三次取样为低，则认为键稳定状态结束，这时输出变为高电平。一通的消抖电路原理图如图3所示。

图3  按键消抖硬件原理图

Verilog代码

/*

功能：    外部按键消除抖动模块

输入参数：扫描采样scan_clk，按键输入key_in

输出参数：按键消除抖动输出

内部参数：按键输入 KEY_WIDTH 可定义按键的多少

备注：   

*/

module debounce(scan_clk,key_in,key_out);       //按键消抖动模块

input scan_clk;                                                        //采样时钟

input[KEY_WIDTH-1:0] key_in;                //按键输入

output[KEY_WIDTH-1:0] key_out;                   //按键消抖出

reg[KEY_WIDTH-1:0] dout1,dout2,dout3; 

parameter KEY_WIDTH = 8;                           

assign key_out = (dout1 | dout2 | dout3);     //按键消除抖动输出

always @(posedge scan_clk)

begin

       dout1 <= key_in;

       dout2 <= dout1;

       dout3 <= dout2;

end

endmodule

应用指南

        消抖电路的采样时钟是关键，采样时钟的选取直接关系到是否能够有效的去除干扰毛刺，在实际应用中，因为按键触发时间一般为几百毫秒，干扰毛刺脉宽一般为几百微秒到几毫秒。所以采样时钟的周期一般为几毫秒。

参考资料

[1]  周立功，SmartEDA多功能教学实验开发平台EDA实验教程（一），2006.10