MCU的按键电路设计

按键电路在设计开始就是选择按键，一般来说根据其工作的极限条件来选择，特别是电压和电流的极限条件。有些开关用在大电流，大电压场合，对单片机来说，一般不需要考虑这个因素，因为一般的开关耐压都在几十V,电流也在1A左右，所以对单片机的按键挑选的也比较随意，最多可能就是选择贴片还是直插，还有尺寸规格方面需要考虑。

本次设计采用的是轻触开关，下图是其部分参数。

接下来就开始设计电路了，开关对于单片机来说最常见的问题来说就是按键抖动，一般抖动为按下和释放的前后20ms,容易造成误触发。消除抖动有硬件和软件两种方式。下面由于是设计硬件，本次采用了硬件消除抖动的方式来设计开关。

下面一幅图是最简单的一种电路，两个电路就是触发电平不同而已，一个按下为低电平，一个按下为高电平，但没有消除硬件抖动，若采用这种电路那势必要在单片机软件编程里面进行设置。下面将从硬件层面对这部分电路进行改进。

抖动一般产生在前后按下和释放时候，而且多为毛刺，这就好比是一个高频成分，那通过加电容进行滤波就可以实现，本质上是利用了电容充放电的原理。

那下面就是电容怎么加和取值的问题了。

抖动是按键产生的，那电容就应该加在按键所在的回路中。又由于其抖动大约为20ms,所以要确保电容充放电时间大于20ms.

该电路中充放电时间为t=RCIn[(3.3-0)/(3.3-3.3*0.7)]=RCIn(10/3)=1.2RC>20ms,

这里取R为200K,C取0.1uF   RC=20ms

其实在实际产品中一般采用软件消抖的方式，即不采用RC滤波的方式，而是采用软件延时的方式去判断按键的有效，这也是出于成本的考虑，外加电容和电阻会提高生产成本。

说到了软件消除抖动，那也就来顺便讲讲这个，话不多说先直接放出两张图

上面两副图对应于按键操作，第一个是采用FPGA抓取信号看到按键信号有跳变，第二个就是单片机里按键处理程序，其中关键在于静态变量key_flag的使用，特别重要的就是进入函数体内部时候记得写0和将其变量作为进入函数的条件，这样按键一次后就产生固定值，不会发生跳变和改变。上面这个程序可能还不够完善，一般的来说大家在写按键的时候可以采用分层的思想去实现，就是底层驱动为一层，主要就是可以拿到实际的高低电平，当然肯定是消除抖动过的，再中间一层就是对这些信号的处理，其中又可以根据这些信号长短分成不同的长按键信号和短按键信号，更有快按或者慢按，这部分可以通过状态机实现。最上面一层就是根据这些信号其实就是应用层直接拿来用了。

最后提示一下，按键处理其实在实际项目中用到的特别多，也特别实用，还有类似的矩阵扫描等等。