使用軟體 debounce 的方法 (use interrupt on change)－箱子裡的貓

軟體 debounce 的方法 (使用 IOC 中斷及 TMR0 計時，而非 Delay() 函式。)

在網路 google 出來的 debounce 方式，多半是使用 delay function，這是最簡單、但是實作時不可使用的方式。

以最常用的 tack Siwtch 來說，每次操作按鍵，需要 20 msec 的 debounce 時間，用 delay function 來 debounce 實在太不理智了!!

以下這段程式碼，使用的 IC 是 PIC16F1527，它的 IOC 可以設成上升緣觸發或下降緣觸發，這樣很方便來做軟體 debounce....

一個完整的 Debounce 共有四個狀態必須被檢出(開關裝在 Low side):

1. 檢出 low 信號: 開關被按下時，由高電位變成低電位，啟動計時器。

2. 計時完成時，判斷的開關狀態: 持續為 low 時表示開關有確實的按下，為 high 的話，表示誤動作。(開關持續為 low，可以當作除彈跳完成，但是本例為開關釋放之後，才當成一次完整的開關動作。

3. 等待開關由低電位轉成高電位，表示一個完整的開關動作完成，同時再次啟動計時器，處理開關釋放時產生的彈跳。

4. 計時完成後，開關回復到原設定狀態。

PIC16F1527 設成 internal RC 16 MHz，所以 TMR0 每 50 usec中斷一次:

if(TMR0IF) //set TMR0 prescale disable.
{
TMR0IF = 0;
TMR0 += TMR0_PRELOAD; //TMR0_PRELOAD = 59.
debounceCnt++;
}

在 interrupt isr 裡面的 code:

if(IOCBFx)
{
IOCBF = 0x00;
  if(!sw1DebounceNegFlag && !sw1DebouncePosFlag)
  {
      IOCBN4 = 0; //clear switch negative edge interrupt.
      sw1DebounceNegFlag = 1;
  }
  else if(sw1DebounceNegFlag && sw1DebouncePosFlag)
  {
      IOCBP4 = 0; //stop switch positive edge interrupt.
      sw1DebounceNegFlag = 0;
      sw1Flag = ~sw1Flag;
  }
  debounceCnt = 0;
}

IOCBFx 是檢查中斷的 FLAG，PIC16F1527 中對應的 register。

sw1DebounceNegFlag & sw1DebouncePosFlag 是自設的 FLAG，用來檢查按鍵的狀態。

如果中斷發生，並且開關對應的 FLAG 有設起來，則檢查 sw1DebounceNegFlag & sw1DebouncePosFlag，如果是(0,0)，則關閉開關的 IOC 下降緣中斷，然後把 sw1DebounceNegFlag 設成 1，表示下降緣中斷被觸發。sw1DebounceNegFlag & sw1DebouncePosFlag 的狀態會被設成 (1,0)，debounc counter 歸零，開始計時。

呼叫 debounce function:

void checkSwitch(void)
{
  if(sw1DebounceNegFlag && !sw1DebouncePosFlag && (debounceCnt >= DEBOUNCE_SETTING))
  {
      if(!Switch)
      {
          IOCBPx = 1; //set switch positive interrupt.
          sw1DebouncePosFlag = 1;
      }
      else
      {
          IOCBNx = 1; //recover switch negative interrupt.
          sw1DebounceNegFlag = 0;
      }
  }

  if(!sw1DebounceNegFlag && sw1DebouncePosFlag && (debounceCnt >= DEBOUNCE_SETTING))
  {
      IOCBNx = 1; //recover switch negative interrupt.
      sw1DebouncePosFlag = 0;
  }

}

當 debounce counter 計數到了，並且 sw1DebounceNegFlag & sw1DebouncePosFlag 的狀態合於 if 判斷式時，去檢查一下開關真實的 I/O 狀態，如果開關是LOW (我的開關預設是 LOW 觸發)，表示開關的確是被按下的而不是誤動作，這時把 IOC 的上升緣觸發打開 (IOCBPx)，等待開關被釋放時的上升緣觸發。

當開關的上升緣出發出現後，會再次進入中斷函式，我的作法是: 認為開關完成一次完整的觸發流程，在中斷裡把另一個代表流程的 FLAG 設起來 (sw1Flag)、把上升緣中斷再關掉、重啟 debounce counter 然後退出中斷。

當放開按鍵時，開關一樣會有彈跳現象，所以要重啟 counter，延遲一段時間才去把 IOCBNx 重新打開，以去除釋放開關所產生的彈跳現象。