在STM32 Nucleo上多次触发上升沿中断

Question

我正在使用 STM32 NUCLEO-F401RE 微控制器板。

我有一个扬声器，可以在向上/向下推动操纵杆时按设定的量改变频率。我的问题是，有时（通常情况下）当向上/向下推动操纵杆时，频率会多次增加/减少，这意味着 ISR 正在执行多次。此外，InterruptIn 对象设置为在上升沿触发，但有时它也会在下降沿执行（当向上/向下推动操纵杆返回中性时）。有什么帮助可以克服这个问题吗？

void upISR()
{
    if (greenLED.getStatus())
    {
        myTicker.detach();
        frequency+=200;   
        myTicker.attach(callback(&spkr, &Speaker::toggle), 0.5/frequency); 
    }
}

'

int main()
{
    InterruptIn up(A2);
    InterruptIn down(A3);
    InterruptIn fire(D4);

    up.rise(&upISR);
    down.rise(&downISR);
    fire.rise(&toggleISR);

    redLED.on();

    while (1){}
}

Answer 1

我们清楚地认为这是正常和预期的开关弹跳。从机械上讲，开关是一块金属，当被作用时，该金属会从一个极移动到另一个极，即使它们不像雨刷和两个极。移动的金属会碰撞和反弹，电气连接会显示这一点。弹跳通常足够慢，足以让处理器获得多个中断，尽管这可能是对所有可能在电气上看到的弹跳的欠采样。如果您尝试在示波器上查看它，则示波器本身可能不会有意过滤其中的一部分（但您的芯片也会过滤）。

查看问题的一种方法是与任何事情一样，先研究，然后再编写应用程序。这不是解决方案，而是为您的系统描述问题的一种方式

switch_isr ( void )
{
    ...
    some_global_variable <<= 1;
    some_global_variable |= (pin_state_register>>pin_number)&1;
    ...
}

main ( void )
{
...
some_local_variable = 0;
while(1)
{
   if(some_local_variable != some_global_variable)
   {
       some_local_variable = some_global_variable;
       primitive_hex_print(some_local_variable);
   }
}
}

没有理由期望看到 shift 变量中的每个状态变化，但您应该看到一些并了解问题所在。另一种方法是在每次中断时只增加一个计数器，在前台定期打印，您会看到一个按钮按下可能会导致多次计数。并且从打印输出停止大致改变人类时间到稳定时间。

过滤是关于每单位时间的状态变化，你必须有一些时间的味道，无论是在前台轮询由中断设置的一些信息（向上/向下计数器等）的循环，还是状态变化相对于计时器/时钟。

我不知道你的任务的完整规则是什么，如果你只能为每个开关设置一个中断而不是一个计时器，或者最好是一个计时器，我看不到一个真正有效的干净解决方案。您必须在前台进行过滤，但所做的只是轮询中断收集的引脚状态的副本，这与不使用中断有什么不同吗？如果您无法设置定时器中断，则不能使用克利福德的答案，如果您可以使用定时器和中断，那么您可以使用该中断或引脚状态更改中断和过滤器收集的引脚状态副本定期采样开关状态在定时器中断。与 Clifford 的不同，但在所有情况下，您都需要相对于时间的状态更改历史来查看事情何时解决。

如果没有时间参考并且状态不随时间变化（由于状态没有改变，引脚中断无法显示），您就无法过滤掉反弹。相反，要提高你的灵巧度以及上下轻弹操纵杆的方式。

Answer 2

不要将 EXTI 用于机械手柄和按钮。

使用常规中断（例如 systick）来轮询引脚的状态。

Answer 3

机械开关弹跳或多或少是所有机械开关的一个特征。通常需要在软件中实现“去抖动”，尤其是在这种情况下开关直接驱动中断时。

在谷歌上快速搜索软件谴责技术会产生一些相当糟糕的技术 IMO。不幸的是，我看到它做得不好的次数比做得好的多。

我建议您在开关 ISR 中启动（或在“反弹”的情况下重新启动）一个硬件计时器，持续时间为 20 毫秒左右（长于开关反弹时间，但短于您可以设置的时间）可能真正释放开关）。然后在定时器 ISR 中，测试开关的状态并相应地改变频率：

伪代码：

void upISR()
{
    debounceTimerRestart() ;
}

void downISR()
{
    debounceTimerRestart() ;
}

void debounceTimerISR()
{
    debounceTimerStop() ;

    tDirection dir = getJoystickDir() ;
    swithc( dir )
    {
        case UP :
        {
            increaseFrquency() ;
        }
        break ;

        case DN :
        {
            decreaseFrquency() ;
        }
        break ;
    }
}

这样做是在开关停止弹跳后不久触发定时器中断（“去抖时间”）。请注意，计时器是“单次”而不是周期性的。

下面我根据@BenVoigt 的建议（在 cmets 中）提出了一项改进。我把它分开来表明这是他的作品。上面的方法通常可以工作，但如果你的开关特别差，下面的方法可以解决问题，而且成本很低，所以你也可以：

void debounceTimerISR()
{
    debounceTimerStop() ;

    static tDirection previous_dir = CENTRE ;
    tDirection dir = getJoystickDir() ;

    // If the state changed...
    if( previous_dir != dir )
    {
        previous_dir = dir ;

        switch( dir )
        {
            case UP :
            {
                increaseFrquency() ;
            }
            break ;

            case DN :
            {
                decreaseFrquency() ;
            }
            break ;
        }
    }
}