如何解决STM32按键抖动问题？

按键抖动

成功扫描到按键按下后，由于按键本身有着不可避免的抖动问题，一般我们会设置一段延时，延时过后再次判断按键是否按下。


这是使用逻辑分析仪捕捉的一个按键从按下到松开的过程（高电平为按下）。可以发现，在按下的一瞬间，按键的电平发生了一段无规律跳动，这个就是抖动。
很多在学校的小伙伴可能对这种现象不以为然。当然，设置一小段时间的delay的确可以解决这个问题。但在一些公司的项目开发中，是不允许使用任何的延时函数的，这会造成主程序的阻塞（即使是几毫秒的延时阻塞也不允许），用按键触发的外部中断或者用while来判断按键松开也会对主函数造成一瞬间的阻塞（不松开按键主程序就无法继续执行那种），这也是不允许的。
那么，不允许使用延时函数来过滤抖动信号，还有什么方法来解决这个问题呢？
很多小伙伴应该会立马给出一个答案：定时器。
定时器的确可以完美解决这个问题。将定时器配置为每1ms触发一次定时器中断，或者每5ms、10ms触发一次，通过这个设置计时标志，只需要检测这个计时标志是否到达所需要的时间，到了之后再检测按键是否按下。期间不会对主程序造成阻塞，程序会一直循环执行。


比如我们配置一个定时器TIM2


static void MX_TIM2_Init(void)
{       
  //Tout = ((10 Period)*(7200 Prescaler))/72000000 Hz(外部高速时钟) = 0.001s        


  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 7200-1;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 10-1;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}


每1ms触发一次计数溢出中断，函数外部设置一个全局变量，在中断回调函数中每触发一次对这个值进行自增。


uint16_t ShakeTime = 0;                //全局变量
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
        if (htim->Instance == htim2.Instance){
                ShakeTime++;
               
                //这个的作用是防止计数溢出。对这个全局变量清零的比较频繁的话可以不用这段代码
                if (ShakeTime >= 32768){
                        ShakeTime = 0;
                }
        }
}


每1ms触发一次计数溢出中断，也就是说这个全局变量每1ms自增一次。


在检测到按键按下后，把这个值清零，之后在每一轮的程序循环中，只需要检测这个全局变量是否自增到了某个数字，到了之后再对按键电平进行检测即可。


特殊情况
我们对这个按键抖动的问题一般只对按下时进行解决而已，但有没有想过，在松开的瞬间，按键是否也会产生抖动？


答案是有的，不过松开按键产生抖动的情况可能会比按下按键的情况少一点，但在项目开发中，如果对产品设计严格一点的话，这也是一个不允许被忽略的问题。



从图中我们可以看到，按键按下跟松开时都有一段时间的抖动。比如按键操作一个LED灯，结合上述提出的情况，这段松开按键的过程如果不做任何处理的话，很有可能会造成一瞬间的一亮一灭，然后又会点亮。在严格一点的项目开发中是不允许这种情况出现的。
什么，你说松开的一瞬间即使抖动，由于LED***作了一次，这段抖动也可以被开头的消抖操作给自动过滤掉，没问题啊？
那么我们再看一下这个
（没想到吧）
这种现象我估计在按键使用过久老化之后才会出现的多（你啪啦啪啦瞎乱按一通也可能会出现），不对这个进行处理的话，产品使用久了，按键抖动的厉害，可能就会导致操作失误。
解决办法倒也简单，检测到按键松开时再进行抖动检测就好，跟上面按下时检测抖动的步骤基本一样。