消抖方法综述-硬件 vs 软件策略对比

一、硬件消抖方案
原理：通过物理电路结构对输入信号进行滤波，使得抖动过程中产生的快速高低电平切换被硬件自然滤除。

1. RC 低通滤波电路
在按键与 MCU 输入之间串联一个电阻（R），并在输入端并联一个电容（C），组成简单的一阶 RC 滤波器。
典型参数：R = 1kΩ，C = 100nF，对应时间常数约为 0.1ms~10ms。
优点：

响应快，稳定性高；
无需软件干预，适合中断模式下使用；
对抗高频干扰效果好。
缺点：

PCB 成本增加，占用引脚面积；
电容选型不当可能导致响应延迟。
2. 施密特触发器（如 74HC14）
利用器件的电压滞后效应，自动屏蔽抖动电平。
适合长距离引线场景（如外部按键板）。
二、软件消抖方案
原理：在程序中对 GPIO 读取的结果进行时间延迟、采样统计、状态判断等逻辑处理，以过滤掉瞬时的电平震荡。

1. 定时器+延时确认法（最常见）
按键状态改变后不立即响应，而是启动一次延时（如 10~20ms）后再次确认状态是否稳定；
若两次读取一致，则认为按键有效。
bool read_key_debounced() {
if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
HAL_Delay(15);
if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
return true;
}
}
return false;
}

2. 状态机消抖（推荐用于任务系统）
将按键状态分为多个阶段：释放 -> 按下检测 -> 按下稳定 -> 抬起检测；
在每个阶段设定状态保持时间，适用于 FreeRTOS 等定时轮询系统。
3. 软件采样窗口法（抗抖+抗干扰）
设定 N 次连续读取窗口（如10次中有8次为低电平即认为按下），适合输入信号含随机干扰场景；
可提升抗干扰能力，但 CPU 占用稍高。
4. 中断+去抖锁定法（适配 GPIO EXTI）
进入中断后禁止再次中断（关闭 EXTI），启动定时器延时；
延时结束后判断状态并重新打开中断。