HUN工训中心：开关电路和按键信号抖动

工训中心的牛马实验

1.实验目的：

1) 认识开关电路，掌握按键状态判别、开关电路中逻辑电平测量、逻辑值和逻辑函数电路。

2) 掌握按键信号抖动简单处理方法。

3) 实现按键计数电路。

2.实验资源：

HBE硬件基础电路实验箱、示波器、万用表

按键开关（4端子）、带自锁按钮开关（6端子，单刀双掷）、74LS160芯片

3.实验任务

1)认识开关电路，掌握按键状态判别、开关电路中逻辑电平测量、逻辑值和逻辑函数电路。

阅读教材P19 2.逻辑值与电压值。

【*】万用表蜂鸣档判断按键开关好坏，何处端子间接触与断开状态。

【*】搭建两种【按键开关电路】，万用表DC电压档测量并记录按键开和关状态测量点电压值，同时以“高电平为1，低电平为0”规则指出各自电路中开关什么时候输入逻辑1或0。

【*】选按钮型电平开关实现带LED灯显示开关电路。请说明灯状态所指示的开关状态，通过测点电压值简述理由（直流电压源输入3.3V）。

           

 

2) 掌握按键信号抖动简单处理方法。

请首先阅读手持示波器的使用方法。

手持示波器可以通过设置触发电平，捕捉非周期性的突发信号波形

用示波器观察【按键开关电路】抖动，掌握【简单硬件消抖 0.1uf 和 1uf后统计20次中出现抖动次数】处理方法，测量简单处理后波形。

 

【*】左图，示波器设定为单通道捕获，正常模式，下降沿触发。多次按键按下动作记录信号下降沿抖动现象出现次数和时间长度。

【*】右图，示波器设定为单通道捕获，正常模式，下降沿触发。多次按键释放动作记录信号上升沿抖动现象出现次数和时间长度。         

     

 

简单硬件消抖处理方法：

【*】右图上按键两端子间依次单独并联0.01uf、0.1uf 和0.47uf电容后，分别统计10次中未出现抖动次数并记录处理后波形，简述按键开关信号处理前后变化和电容值影响。

3) 实现按键计数电路。

【*】如图，选择合适的C1电容，按键开关消抖后信号能通过计数器检验电路，说明检验步骤。

  

4.实验过程和记录

1认识开关电路，掌握按键状态判别、开关电路中逻辑电平测量、逻辑值和逻辑函数电路

实验步骤：1. 万用表蜂鸣档判断按键开关好坏，何处端子间接触与断开状态。

2. 搭建两种【按键开关电路】，万用表DC电压档测量并记录按键开和关状态测量点电压值，同时以“高电平为1，低电平为0”规则指出各自电路中开关什么时候输入逻辑1或0。

                       

实验结果：1.所有的开关均可以正常运行。开关在按下时接通，松开时断开。

2.经过测量，在按下开关时产生高电平，松开时为低电平

2.掌握按键信号抖动简单处理方法

实验步骤：

依照要求设置示波器，并依照下面的电路图连接电路左图，示波器设定为单通道捕获，正常模式，下降沿触发。多次按键按下动作记录信号下降沿抖动现象出现次数和时间长度。

右图，示波器设定为单通道捕获，正常模式，下降沿触发。多次按键释放动作记录信号上升沿抖动现象出现次数和时间长度。

               

 

1. 触发开关，观察观察示波器显示的波形图
2. 右图上按键两端子间依次单独并联0.01uf、0.1uf 和0.47uf电容后，分别统计10次中未出现抖动次数并记录处理后波形，简述按键开关信号处理前后变化和电容值影响。

实验结果：

1. 在未进行消抖处理之前，触发后存在较为明显的跳变：

                    

 

1. 在并联电容后，波形图变化变得更加平滑

 

实验分析：在未进行防抖处理之前，会出现比较明显的跳变现象；在进行处理之后，存在明显的改善

3.实现按键计数电路

实验内容：如图，选择合适的C1电容，按键开关消抖后信号能通过计数器检验电路，说明检验步骤。

                 

实验步骤：

1. 依照上图连接电路
2. 依次按下开关，观察显示效果

实验结果：

 

 

结果分析：

由于设备精密度不足，并不能完全显示每个数字，但基本可以看出计数结果，说明电路基本无误。