硬件层面如何实现按键消抖

在做硬件设计的时候，按键是最常见的模块之一，也是学硬件的人入坑接触的第一二个实例。

人手在按下按键的时候会有一定频率的抖动，反映在按下和释放的上升下降沿会有信号的反复跳动，如下示意图。单片机在识别IO信号的时候，经常会根据前后电平值来判断是否有跳变，如果在单片机的采样窗口内连续出现反复多次的高低电平，就会影响单片机的判断，采集到多次高低电平信号。不仅是人手主动按，不小心碰到按键也是会存在一定几率的抖动信号，可能导致误触。

不过成熟、高可靠性的按键设计一定不是只有按键，通常我们会看到有并联电容，用来消除按键抖动。抖动不消除会有一定几率造成产品的不良影响，比如按键失灵、响应错误、误触等。

既然电容可以消除抖动，那消抖电容的容值是怎么选的。

首先电容在这里的作用是滤波的，那么滤除什么频率的波就是我们需要考虑的因素了。通过查阅资料，按键抖动的频率一般在100Hz以内，抖动的时间经验值通常在5~10ms，即在这个时间内通常会有多次的跳变信号。

电容两端的电压是不能突变的，充电和放电都会有一个过程，如上图。因此在出现抖动的时候，电容会使其两端的电压缓慢变化，只要在其充放电时间内，抖动能够结束，就能有效消除掉抖动。

也就是说，根据充放电的时间计算，通常选择0.01uF~1uF的电容，就能够消除大部分机械按键的抖动。

相对应的，在产品设计时，软件层面也会做消抖，程序会考虑在第一次接收到电平跳变后delay10ms左右再次做检测，这样也能有效避免误检测。