按键消抖的原理是通过延迟或计时的方式，过滤掉按键在按下和释放时产生的短暂抖动信号，只识别稳定的按键状态。硬件消抖通过RC电路实现，简单可靠；软件消抖通过程序延时实现，灵活但占用CPU资源。在实际应用中，可以根据项目的具体需求选择合适的消抖方法。

修改成函数调用

修改后的代码

const int buttonPin = 2; // 按键连接的引脚
int buttonState = HIGH; // 按键的初始状态
int lastButtonState = HIGH; // 上一次按键状态
unsigned long lastDebounceTime = 0; // 上一次消抖的时间
unsigned long debounceDelay = 50; // 消抖延时，单位为毫秒

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 调用消抖函数
  buttonState = debounce(buttonPin, debounceDelay);

  // 根据消抖后的按键状态执行逻辑
  if (buttonState == LOW) {
    Serial.println("Button Pressed");
  }
}

// 消抖函数
int debounce(int pin, unsigned long debounceTime) {
  int reading = digitalRead(pin); // 读取按键状态

  // 如果按键状态发生变化
  if (reading != lastButtonState) {
    lastDebounceTime = millis(); // 更新消抖时间
  }

  // 如果当前时间与上次消抖时间的差值大于延时时间
  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceTime) {
    // 如果按键状态稳定，更新按键状态
    if (reading != buttonState) {
      buttonState = reading;
    }
  }

  lastButtonState = reading; // 更新上一次按键状态
  return buttonState; // 返回消抖后的按键状态
}

代码说明

1. 封装消抖逻辑：
   • 将消抖逻辑封装到一个函数debounce中，该函数接收两个参数：
     • pin：按键连接的引脚。
     • debounceTime：消抖延时时间（单位为毫秒）。
   • 函数返回经过消抖处理后的按键状态（HIGH或LOW）。
2. 调用消抖函数：
   • 在loop函数中，通过调用debounce函数获取经过消抖处理后的按键状态。
   • 根据返回的按键状态执行后续逻辑（例如打印按键按下信息）。
3. 变量的作用：
   • buttonState：存储当前经过消抖处理后的按键状态。
   • lastButtonState：存储上一次检测到的按键状态，用于判断按键状态是否发生变化。
   • lastDebounceTime：记录上一次消抖的时间，用于计算是否达到消抖延时。

优点

• 代码结构清晰：将消抖逻辑封装到一个函数中，使得主程序逻辑更加简洁，便于阅读和维护。
• 复用性强：debounce函数可以被多个按键复用，只需传入对应的引脚和延时参数即可。
• 易于扩展：如果需要对多个按键进行消抖处理，只需在loop中多次调用debounce函数即可。

示例扩展

const int buttonPin1 = 2;
const int buttonPin2 = 3;

int buttonState1 = HIGH;
int buttonState2 = HIGH;

void loop() {
  buttonState1 = debounce(buttonPin1, debounceDelay);
  buttonState2 = debounce(buttonPin2, debounceDelay);

  if (buttonState1 == LOW) {
    Serial.println("Button 1 Pressed");
  }
  if (buttonState2 == LOW) {
    Serial.println("Button 2 Pressed");
  }
}

最简单的消抖是delay吗？

使用delay()实现消抖的原理

1. 检测按键状态：首先读取按键的当前状态（高电平或低电平）。
2. 延时：如果检测到按键状态发生变化（例如从高电平变为低电平），通过delay()函数暂停程序执行一段时间（通常为几毫秒到几十毫秒）。
3. 重新检测：延时结束后，再次读取按键状态。如果延时后的状态与延时前的状态一致，则确认为稳定的按键操作；如果状态发生变化，则忽略这次检测。

优点

• 简单易懂：代码逻辑简单，容易理解和实现。
• 无需额外变量：不需要额外的变量来记录时间或状态，适合初学者使用。

缺点

• 阻塞式延时：delay()函数会阻塞程序的执行，导致在延时期间无法执行其他任务。如果延时过长，可能会影响程序的实时性。
• 不适合多按键或复杂逻辑：如果需要处理多个按键或复杂的逻辑，使用delay()可能会导致程序效率低下。

示例代码

const int buttonPin = 2; // 按键连接的引脚
int buttonState = HIGH; // 按键的初始状态

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int reading = digitalRead(buttonPin); // 读取按键状态

  // 如果检测到按键按下（低电平）
  if (reading == LOW) {
    delay(50); // 延时50毫秒，等待抖动平息
    reading = digitalRead(buttonPin); // 再次读取按键状态

    // 如果延时后按键状态仍然为低电平，则确认为按键按下
    if (reading == LOW) {
      if (buttonState == HIGH) { // 检测到状态变化
        Serial.println("Button Pressed");
        buttonState = LOW; // 更新按键状态
      }
    } else {
      buttonState = HIGH; // 如果按键状态不一致，恢复为未按下状态
    }
  } else {
    buttonState = HIGH; // 如果按键未按下，保持高电平状态
  }
}

代码说明

1. 延时的作用：
   • 当检测到按键状态为低电平时，通过delay(50)暂停程序50毫秒，让按键的抖动信号自然平息。
   • 延时结束后，再次读取按键状态，确认是否为稳定的低电平。
2. 状态更新：
   • 如果延时后按键状态仍然为低电平，则确认为按键按下，并更新buttonState为低电平。
   • 如果延时后按键状态变为高电平，则忽略这次检测，并将buttonState恢复为高电平。

总结

如果我按键过程在50ms以内，触发相应函数的执行之后delay 500ms，那么我还有必要消抖吗？

按键抖动的特性

• 抖动时间：按键抖动通常发生在按键按下或释放的瞬间，持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间。大多数机械按键的抖动时间一般在10毫秒以内。
• 按键过程：如果按键的整个按下和释放过程在50毫秒以内，这意味着按键的按下和释放动作非常迅速。

执行delay(500ms)的影响

• 延时的作用：在执行完相关函数后调用delay(500ms)，程序会在500毫秒内不响应任何新的按键信号。
• 抖动信号的过滤：由于按键的整个过程（包括抖动）在50毫秒以内，而程序在执行完相关操作后会延时500毫秒，这500毫秒的延时实际上已经“覆盖”了按键的抖动时间。即使抖动信号存在，也会被延时“忽略”。

是否需要消抖的分析

1. 抖动信号的过滤：
   • 如果按键的整个过程（包括抖动）在50毫秒以内，抖动信号的持续时间通常会更短（例如10毫秒以内）。在这种情况下，抖动信号几乎不可能在500毫秒的延时期间再次触发程序。
   • 因此，抖动信号对程序的影响可以忽略不计。
2. 误触发的可能性：
   • 由于按键的整个过程在50毫秒以内，而程序在执行完相关操作后会延时500毫秒，这500毫秒的延时已经足够长，可以避免因抖动信号导致的误触发。
   • 即使抖动信号在按键按下瞬间出现，也会被500毫秒的延时“过滤”掉。
3. 程序的实时性：
   • 虽然延时500毫秒会阻塞程序的执行，但如果你的应用场景对实时性要求不高，这种延时是可以接受的。
   • 如果需要更高的实时性，可以考虑使用非阻塞的延时方法（例如基于millis()）。

结论

示例代码

const int buttonPin = 2; // 按键连接的引脚

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int reading = digitalRead(buttonPin); // 读取按键状态

  // 如果检测到按键按下（低电平）
  if (reading == LOW) {
    Serial.println("Button Pressed");
    // 执行相关操作
    // 假设执行时间为500毫秒
    delay(500); // 延时500毫秒，避免误触发
  }
}

总结

• 如果按键的整个过程在50毫秒以内，且执行相关函数后会延时500毫秒，抖动信号对程序的影响可以忽略不计。
• 在这种特定场景下，可以省略消抖处理，直接使用延时来避免误触发。
• 如果你的应用场景对实时性要求较高，或者需要处理多个按键，建议仍然实现简单的消抖逻辑，以提高程序的鲁棒性。