專利名稱：一種防抖動電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及開關電路防抖技術領域，尤其涉及一種防抖動電路。
背景技術：
機械開關是數字電路中經常使用的一種開關器件，其結構簡單，成本低廉。在許多數字電子系統中，都要通過機械開關來與傳感器或人工操作設備發生聯系，由機械觸點實現開關的閉合與斷開。機械開關是靠彈簧力接觸的，在接觸的瞬間會離開接點，然后經過多次跳動最后才能穩定下來，這種現象稱為“抖動”，如圖1所示。抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般為5ms 10ms。這是一個很重要的時間參數，在很多場合都要用到。而按鍵穩定閉合時間的長短則是由操作人員的按鍵動作決定的，一般為零點幾秒至數秒。由于觸點的抖動，輸出的脈沖不是純凈的，常會引起電路的非正常工作。這就需要將按鍵輸出的“抖動信號”加以處理。傳統的開關去抖方案主要包括以下幾種:I)軟件防抖消除開關抖動的傳統方法是采用軟件，但這種方案具有較大的時間延遲，耗費CPU的工作時間，大大浪費了系統資源，而在較大系統中，系統的資源是十分寶貴的。2) RS觸發器防抖如圖2所示，RS觸發器防抖適合于有三個接線端子的，其中中間和觸頭相連的接線端接地，另外兩個端子分別接RS觸發器的兩端，因為觸頭每次只接觸RS中的一個，每接
觸一個時RS觸發器的輸出端狀態改變；圖中Q為同相位輸出端，Q為反相位輸出端；T為開
關。這種電路一般不適合我們現在所使用的兩個接線端的按鍵。3) MAXM芯片開關去抖器如圖3所示，采用MAXM (美信公司)生產的芯片開關去抖器進行防抖操作:按鍵產生的抖動，經過MAXM芯片內部的預定延遲后，產生干凈的數字信號輸出。一般輸出狀態的改變發生在輸入穩定后的40ms。這種方法會造成信號的延遲，成本也相對較高。目前，針對具有兩個接線端子的電路，并沒有一種較好的防抖動的技術方案。
發明內容
根據現有技術中存在的上述缺陷，現提供一種防抖動電路，具體包括:一種防抖動電路，其中，包括按鍵開關，相移電路，反相器和D觸發器，所述按鍵開關下設有兩個接線端子，所述接線端子連接所述相移電路，兩個所述接線端子的連接與斷開的狀態控制所述相移電路的通斷；所述相移電路連接所述反相器；所述反相器連接所述D觸發器；所述按鍵開關用于控制所述防抖動電路的通斷；所述相移電路利用充放電的特性對所述按鍵開關輸出的電波信號進行平滑處理；所述反相器對所述電波信號進行整形；所述D觸發器輸出所述電波信號。優選的，該防抖動電路，其中，所述D觸發器包括PR#引腳，CLR#引腳和CK引腳；所述PR#引腳是所述D觸發器的預置輸入端；所述CLR#引腳是所述D觸發器的復位清零端；所述CK引腳是所述D觸發器的參考時鐘端；所述D觸發器還包括一個輸出引腳Q，所述Q引腳連接一個指示裝置，所述Q引腳將所述電波信號輸出至所述指示裝置顯示。優選的，該防抖動電路，其中，所述相移電路包括電容Cl和電阻Rl，所述電容Cl的兩端分別連接兩個所述接線端子；所述電阻Rl的一端連接所述電容Cl，另一端接有一個
3.3V的輸入電壓。優選的，該防抖動電路，其中，所述反相器是一個三極管Ql ;所述三極管Ql的基極連接所述電阻Rl與所述電容Cl連接的一端，所述三極管Ql的發射極接地，所述三極管Ql的集電極連接所述D觸發器。優選的，該防抖動電路，其中，所述三極管Ql的所述基極還接有一個電阻R2，所述電阻R2未連接所述三極管Ql的一端連接所述電阻Rl與所述電容Cl連接的一端；所述電阻R2向所述三極管Ql提供偏置電流。上述技術方案的有益效果是:在具有兩個接線端子的電路中對按鍵開關進行防抖動處理，成本低，工作穩定可靠，適用范圍比較廣泛。
圖1是背景技術中對抖動現象進行解析的示意圖；圖2是背景技術中RS觸發器防抖動方法的結構示意圖；圖3是背景技術中MAXIM芯片開關去抖器的結構示意圖；圖4是本發明的實施例中一種防抖動電路的結構示意圖；圖5是本發明的實施例中一種防抖動電路工作原理圖表；圖6-圖7是本發明的實施例中防抖動電路實現效果的對比示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。如圖4所示，本發明的實施例中，一種防抖動電路包括按鍵開關SWl，該按鍵開關下方的1、2接觸點下分別設有兩個相互分離的接線端子，3、4接觸點上設有一個供使用者進行按壓的按壓部分。當SWl處于彈起狀態時，兩個接線端子相互分離，整個防抖動電路斷開；當SWl處于下壓狀態時，兩個接線端子分別接觸接觸點I和2，從而通過SWl相互連接，進而連通整個防抖動電路。按鍵開關SWl的一端接地，并接有一個接線端子，另一端連接另一個接線端子；一個RC電路連接該兩個接線端子；RC電路中包括一個阻值為IOkQ的電阻Rl，以及一個電容量為0.1yF的電容Cl ；R1的一端接有一個3.3V的輸入電壓，另一端連接Cl ；C1的兩端分別連接兩個接線端子；該RC電路的作用是利用電容Cl的充放電特性對SWl輸出的開關電波進行平滑處理，將鋸齒波平滑。電阻Rl還連接有一個阻值為22k Ω的電阻R2，R2接有一個三極管Ql，Ql的基極B與電阻R2連接，Ql的發射極E接地，Ql的集電極連接一個阻值為IOkQ的電阻R3，該電阻R3未連接Ql的一端接有輸入電壓，Ql的集電極端還接有阻值為O Ω的電阻R4，并通過該電阻R4連接一個D觸發器Ul。三極管Ql作為整個防抖動電路中的反相器，其作用為對經過平滑處理后的波形進行整形，并將經過整形的波形傳送至D觸發器U1。D觸發器Ul包括多個引腳:PR#引腳是預置輸入端，CLR#引腳是復位清零端，CK引腳是參考時鐘端，D引腳為輸入信號端，Q#引腳是反相位輸出端，Q引腳是同相位輸出端；Vcc引腳連接輸入電壓，GND引腳接地；阻值為O Ω的電阻R4接入Ul的CK引腳；Ul的CLR引腳預留一個電容量為InF的電容Cl接地，同時通過一個阻值為O Ω的電阻R5連接一個系統復位端(MAIN_RESET)，并連接一個阻值為IOkQ的電阻R6到3.3V輸入電壓；PR#弓丨腳連接3.3V輸入電壓，并通過一個電容量為0.1 μ F的電容接地；D引腳與Q#引腳相連，Q引腳接入一個指示裝置(CTL_LED)。上述防抖動電路的電波處理步驟具體如下:D觸發器被賦予一個初始狀態；使用者按下按鍵開關SWl，使電路接通；SWl輸出一個電波信號，該波形被傳送至RC電路中(由電阻Rl和電容Cl構成)，由于電容Cl本身具有充放電的特性，RC電路可以對輸出波形進行如圖7所示的平滑處理；經過平滑處理的波形被傳送至三極管Ql，Ql對該波形進行如圖7所示的整形處理；經過整形處理的波形被傳送至D觸發器Ul，Ul根據如圖7所示的波形，其輸出狀態只需要改變一次即可。為Ul賦予初始狀態主要由CK、CLR#和PR#三個引腳的輸入值決定；電路上電后，
3.3V的輸入電壓通過電阻R2給三極管Ql提供偏置電流，使Ql處于飽和導通狀態；此時CK引腳的輸入為低電平，PR#由于直接接入輸入電壓，因此輸入值為高電平，CLR#通過系統復位端或者RC電路提供了一個先低后高的電平輸入；如圖5所示，圖中L代表低電平，H代表高電平，丨代表電平的上升沿，X代表任意狀態，因此Ul的輸出初始狀態即為低電平；當開關按下后，開關輸出一個低電平，此時Ql截止并輸出一個高電平；U1的CK引腳輸入一個“上升沿”，使得Ul發生翻轉，此時輸出又將變為低電平；上述過程循環反復。如圖6-7所示為采用該防抖動電路前后的波形變化對比:圖6為采用該防抖動電路之前的波形變化；圖7為采用該防抖動電路之后的波形變化。圖中可以看到，當開關SWl由于其彈片的反作用而產生一連串的“抖動波形”之后，若如圖6所示無RC電路的作用而直接輸出到反相器上，則該反相器會得到若干個脈沖波形，并會使觸發器誤觸發多次；若在電路中加入RC電路，利用電容Cl的充放電特性，可以將原先的鋸齒波進行平滑處理(如圖7所示)，該經過平滑處理的波形再經過由三極管Ql構成的反相器整形，最終輸入到D觸發器Ul的波形只是一個單脈沖波形，因此Ul的輸出狀態只改變一次，有效解決了因抖動帶來的輸出脈沖不純凈而使電路非正常工作的問題以上所述僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種防抖動電路，其特征在于，包括按鍵開關，相移電路，反相器和D觸發器，所述按鍵開關下設有兩個接線端子，所述接線端子連接所述相移電路，兩個所述接線端子的連接與斷開的狀態控制所述相移電路的通斷；所述相移電路連接所述反相器；所述反相器連接所述D觸發器； 所述按鍵開關用于控制所述防抖動電路的通斷；所述相移電路利用充放電的特性對所述按鍵開關輸出的電波信號進行平滑處理；所述反相器對所述電波信號進行整形；所述D觸發器輸出所述電波信號。
2.按權利要求1所述的防抖動電路，其特征在于，所述D觸發器包括PR#引腳，CLR#引腳和CK引腳；所述PR#引腳是所述D觸發器的預置輸入端；所述CLR#引腳是所述D觸發器的復位清零端；所述CK引腳是所述D觸發器的參考時鐘端； 所述D觸發器還包括一個輸出引腳Q，所述Q引腳連接一個指示裝置，所述Q引腳將所述電波信號輸出至所述指示裝置顯示。
3.按權利要求2所述的防抖動電路，其特征在于，所述相移電路包括電容Cl和電阻R1，所述電容Cl的兩端分別連接兩個所述接線端子；所述電阻Rl的一端連接所述電容Cl，另一端接有一個3.3V的輸入電壓。
4.按權利要求3所述的防抖動電路，其特征在于，所述反相器是一個三極管Ql;所述三極管Ql的基極連接所述電阻Rl與所述電容Cl連接的一端，所述三極管Ql的發射極接地，所述三極管Ql的集電極連接所述D觸發器。
5.按權利要求4所述的防抖動電路，其特征在于，所述三極管Ql的所述基極還接有一個電阻R2，所述電阻R2未連接所述三極管Ql的一端連接所述電阻Rl與所述電容Cl連接的一端；所述電阻R2向所述三極管Ql提供偏置電流。
全文摘要
本發明公開了一種防抖動電路，其屬于開關電路防抖技術領域；其中防抖動電路具體包括按鍵開關，相移電路，反相器和D觸發器，按鍵開關下設有兩個接線端子，接線端子連接相移電路，相移電路連接反相器；反相器連接D觸發器；上述技術方案的有益效果是在具有兩個接線端子的電路中對按鍵開關進行防抖動處理，成本低，工作穩定可靠，適用范圍比較廣泛。
文檔編號H03K5/1254GK103095257SQ201310004739
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者劉述興, 張宗根, 文君 申請人:上海斐訊數據通信技術有限公司