机械开关电脉冲防抖动方法技术

一种机械开关电脉冲防抖动方法，由采样时钟脉冲对机械开关脉冲进行采样得到机械开关脉冲采样值，由机械开关脉冲采样值控制可逆限幅计数单元对采样时钟脉冲进行加计数或者减计数，可逆限幅计数单元的输出为限幅累积计数值；由ROM存储器对限幅累积计数值和设定的抗干扰阈值进行判断，产生控制输出脉冲电平状态的信号去控制输出脉冲的置1或者置0。所述方法能够自动滤除机械开关脉冲中的边沿抖动干扰和随机窄脉冲干扰；滤除脉冲干扰的效果能够通过改变限幅累积计数值上限幅值的大小，或者是改变抗干扰阈值的大小进行调节。

【技术实现步骤摘要】
机械开关电脉冲防抖动方法
本专利技术涉及脉冲电路信号处理领域，尤其是一种机械开关电脉冲防抖动方法。
技术介绍
数字信号电路中，经常要求利用按键、继电器、接触器、限位开关等机械开关动作所产生的电脉冲。机械开关在闭合或者断开时，会因为触点的抖动使输出脉冲产生抖动干扰脉冲。采用软件消除开关抖动时需要耗费CPU的工作时间，大大浪费了系统资源。当需要采用电路消除机械开关开关抖动脉冲的影响时，常用的方法是RS触发器和RC滤波电路。采用RS触发器时，要求机械开关同时具有常闭开关和常开开关，其应用受到限制。采用RC滤波电路，当抖动干扰为连续的窄脉冲干扰时，需要加大滤波时间常数，影响电路的快速响应能力；或者是机械开关脉冲电路存在连续的窄脉冲干扰时，RC滤波电路存在直流记忆效应，前面的窄脉冲会影响后面窄脉冲的过滤。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种机械开关电脉冲防抖动方法，包括：采样时钟脉冲对机械开关脉冲进行采样得到机械开关脉冲采样值；可逆限幅计数单元受机械开关脉冲采样值电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态；可逆限幅计数单元的输出为限幅累积计数值；所述限幅累积计数值为二进制计数值；所述限幅累积计数值的下限幅值为0，上限幅值为N；所述N为大于等于2的整数；由ROM存储器对限幅累积计数值是否大于等于N-M(N减去M)以及限幅累积计数值是否小于等于M进行判别，并产生控制输出脉冲电平状态的信号去控制输出脉冲的电平状态；所述M为抗干扰阈值，M为大于等于0且小于N/2(N除以2)的整数。所述抗干扰阈值M为二进制数据；所述ROM存储器的地址输入由限幅累积计数值和抗干扰阈值M二部分组成；ROM存储器产生的控制输出脉冲电平状态的信号为第一置位信号和第二置位信号，由第一置位信号和第二置位信号控制输出脉冲的电平状态；第一置位信号和第二置位信号从ROM存储器的二位数据端分别输出。设第一置位信号和第二置位信号均高电平有效且分别由ROM存储器的数据输出端D1和D0输出，所述ROM存储器中存储单元内容D1和D0的确定方法是，①根据存储单元地址中的抗干扰阈值M输入部分确定M；②根据存储单元地址中的限幅累积计数值部分确定限幅累积计数值；③当限幅累积计数值大于等于N-M时，D1＝1，否则，D1＝0；当小于等于M时，D0＝1，否则，D0＝0。设第一置位信号和第二置位信号均低电平有效且分别由ROM存储器的数据输出端D1和D0输出，所述ROM存储器中存储单元内容D1和D0的确定方法或者是，⑴根据存储单元地址中的抗干扰阈值M输入部分确定M；⑵根据存储单元地址中的限幅累积计数值部分确定限幅累积计数值；⑶当限幅累积计数值大于等于N-M时，D1＝0，否则，D1＝1；当小于等于M时，D0＝0，否则，D0＝1。由第一置位信号和第二置位信号控制输出脉冲电平状态的方法是，输入的第一置位信号有效且第二置位信号无效时，将输出脉冲置为1；输入的第一置位信号无效且第二置位信号有效时，将输出脉冲置为0；输入的第一置位信号和第二置位信号均无效时，输出脉冲状态不变。由第一置位信号和第二置位信号控制输出脉冲电平状态的方法或者是，输入的第一置位信号有效且第二置位信号无效时，将输出脉冲置为0；输入的第一置位信号无效且第二置位信号有效时，将输出脉冲置为1；输入的第一置位信号和第二置位信号均无效时，输出脉冲状态不变。可逆限幅计数单元处于加计数状态且限幅累积计数值大于等于上限幅值N时，不对采样时钟脉冲进行加计数；可逆限幅计数单元处于减计数状态且限幅累积计数值等于下限幅值0时，不对采样时钟脉冲进行减计数。可逆限幅计数单元由具有双时钟输入的可逆计数器和限幅及加减控制电路组成。本专利技术的有益效果是：能够自动滤除机械开关脉冲中的边沿抖动干扰脉冲和随机窄干扰脉冲；滤除脉冲干扰的效果能够通过调节限幅累积计数值上限幅值的大小或者是改变抗干扰阈值的大小进行调节。附图说明图1为机械开关脉冲电路和机械开关脉冲过滤电路实施例；图2为N＝6时可逆限幅计数单元实施例；图3为N＝6时抗干扰阈值选择单元和ROM存储器实施例；图4为输出控制单元实施例；图5为振荡器单元实施例；图6为N＝6时机械开关脉冲过滤电路抗干扰效果示意图；图7为机械开关脉冲电路实施例。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。所述机械开关电脉冲防抖动方法由包括可逆限幅计数单元、抗干扰阈值选择单元、ROM存储器、输出控制单元、振荡器单元的机械开关脉冲过滤电路实现。如图1所示为机械开关脉冲电路和机械开关脉冲过滤电路实施例。图1中，机械开关脉冲电路10输出机械开关脉冲P；采样单元100的输入为机械开关脉冲P1和采样时钟脉冲CP1，输出机械开关脉冲采样值P1*；可逆限幅计数单元101的输入为机械开关脉冲采样值P1*和采样时钟脉冲CP1，输出为限幅累积计数值X1，限幅累积计数值X1的上、下限幅值分别为N、0；抗干扰阈值选择单元103输出抗干扰阈值M；ROM存储器102的输入为限幅累积计数值X1和抗干扰阈值M，输出为第一置位信号SE1和第二置位信号RE1；输出控制单元104的输入为第一置位信号SE1和第二置位信号RE1，输出为机械开关脉冲过滤电路的输出脉冲P2；振荡器单元105输出采样时钟脉冲CP1。下面的机械开关脉冲过滤电路实施例中，N＝6。图2为N＝6时采样单元和可逆限幅计数单元的实施例。采样单元由D触发器FF1组成。图2中，D触发器FF1的CP触发信号为上升沿有效，采样时刻为采样时钟脉冲的上升沿；在采样时钟脉冲CP1的上升沿，D触发器FF1对机械开关脉冲P1进行采样，在其同相输出端Q得到机械开关脉冲采样值P1*并将该次机械开关脉冲采样值P1*保持到下一次采样时钟脉冲CP1的上升沿，采样得到新的机械开关脉冲采样值P1*。采样单元也可以在采样时钟脉冲CP1的下降沿对机械开关脉冲P1进行采样。机械开关脉冲采样值P1*有高电平和低电平2种状态，即P1*有1和0这2种状态，P1*的两种状态控制可逆限幅计数单元处于加计数状态或者是减计数状态，分别对采样时钟脉冲CP1进行加计数或者减计数。图2中，P1*的高电平、低电平状态分别控制可逆限幅计数单元处于加计数状态、减计数状态。也可以令P1*的高电平、低电平分别控制可逆限幅计数单元处于减计数状态、加计数状态。图2中，FC1为4位二进制可逆计数器74HC193，为具有双时钟输入的可逆计数器；FC1的清零输入端MR输入0、置位控制输入端PL输入1，FC1工作在可逆计数状态。与非门FA1、FA2、FA3、FA4组成限幅及加减控制电路，FC1和限幅及加减控制电路共同组成可逆限幅计数单元。图2中，P1*的2种状态分别通过与非门FA3、FA4控制FC1进行加计数或者减计数。当P1*＝1时，通过FA4使FC1的减计数脉冲输入端CPD等于1，CP1通过FA3连接至FC1的加计数脉冲输入端CPU。FC1有4位二进制输出Q3、Q2、Q1、Q0，使用其中的低3位Q2、Q1、Q0即可构成上限幅值为6的计数器，Q2、Q1、Q0分别为组成限幅累积计数值X1的x13、x12、x11。计数输出x13、x12、x11在CP1的下降沿加1，即P1*＝1时，可逆限幅计数单元进行加计数。当P1*＝0时，通过FA3使FC1的加计数脉冲输入端CPU等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械开关电脉冲防抖动方法，其特征在于：采样时钟脉冲对机械开关脉冲进行采样得到机械开关脉冲采样值；可逆限幅计数单元受机械开关脉冲采样值电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态；可逆限幅计数单元的输出为对采样时钟脉冲进行计数的限幅累积计数值；所述限幅累积计数值为二进制计数值；所述限幅累积计数值的下限幅值为0，上限幅值为N；所述N为大于等于2的整数；由ROM存储器对限幅累积计数值是否大于等于N‑M以及限幅累积计数值是否小于等于M进行判别，并产生控制输出脉冲电平状态的信号去控制输出脉冲的电平状态；所述M为抗干扰阈值，M为大于等于0且小于N/2的整数。

【技术特征摘要】
1.一种机械开关电脉冲防抖动方法，其特征在于：采样时钟脉冲对机械开关脉冲进行采样得到机械开关脉冲采样值；可逆限幅计数单元受机械开关脉冲采样值电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态；可逆限幅计数单元的输出为对采样时钟脉冲进行计数的限幅累积计数值；所述限幅累积计数值为二进制计数值；所述限幅累积计数值的下限幅值为0，上限幅值为N；所述N为大于等于2的整数；由ROM存储器对限幅累积计数值是否大于等于N-M以及限幅累积计数值是否小于等于M进行判别，并产生控制输出脉冲电平状态的信号去控制输出脉冲的电平状态；所述M为抗干扰阈值，M为大于等于0且小于N/2的整数。2.根据权利要求1所述的机械开关电脉冲防抖动方法，其特征在于：所述抗干扰阈值M为二进制数据；所述ROM存储器的地址输入由限幅累积计数值和抗干扰阈值M二部分组成；ROM存储器产生的控制输出脉冲电平状态的信号为第一置位信号和第二置位信号，由第一置位信号和第二置位信号控制输出脉冲的电平状态；第一置位信号和第二置位信号从ROM存储器的二位数据端分别输出。3.根据权利要求2所述的机械开关电脉冲防抖动方法，其特征在于：设第一置位信号和第二置位信号均高电平有效且分别由ROM存储器的数据输出端D1和D0输出，所述ROM存储器中存储单元内容D1和D0的确定方法是，①根据存储单元地址中的抗干扰阈值M输入部分确定M；②根据存储单元地址中的限幅累积计数值部分确定限幅累积计数值；③当限幅累积计数值大于等于N-M时，D1＝1，否则，D1＝0；当小于等于M时，D0＝1，否则，D0＝0。4.根据权利要求2所述的机械开关电脉冲防抖动方法，其特征在于：设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，凌云，肖伸平，杨兴果，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43