如何對(duì)IO口進(jìn)行高效濾波？
[導(dǎo)讀]相信很多道友都有對(duì)輸入IO 口進(jìn)行濾波的需求，比如按鍵輸入、紅外對(duì)管輸入等。本文以按鍵為例，簡單介紹了如何進(jìn)行較為高效的濾波。
typedef enum
{
KEY_LEVEL_DOWN, // 假設(shè)低電平為按下
KEY_LEVEL_UP,
}KeyLevelTypedef;
KeyLevelTypedef get_key_level()
{
return (KeyLevelTypedef)HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0);
}
// V0.1
void key_scan()
{ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)
if(get_key_level() == KEY_LEVEL_DOWN)
{
HAL_Delay(20); // 假設(shè)抖動(dòng)時(shí)間 20 ms
if(get_key_level() == KEY_LEVEL_DOWN)
{
key_flag = 1;// 按鍵按下標(biāo)志位
}
}
}
typedef enum
{
KEY_STATE_IDLE, // 按鍵空閑
KEY_STATE_DOWN, // 按鍵按下
KEY_STATE_FINISH, // 按鍵處理完成（由應(yīng)用程序設(shè)置）
}KeyStateTypedef;
KeyStateTypedef key_state;
KeyLevelTypedef key_last_level; // 上次電平狀態(tài)
// V1.0
// 函數(shù)調(diào)用周期 20 ms（如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)該不需要再說明了吧）
void key_scan()
{ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)
KeyLevelTypedef temp; // 可不可以不使用這個(gè)中間變量？
temp = get_key_level();
if(temp != key_last_level){
key_last_level = temp;
return;
}
// 當(dāng)運(yùn)行到這里，說明電平已經(jīng)穩(wěn)定下來了
if(temp == KEY_LEVEL_DOWN){
if(key_state == KEY_STATE_IDLE){
// 確保曾經(jīng)釋放過按鍵，這樣可以保證在按下時(shí)不會(huì)不停設(shè)置該標(biāo)志位
key_state = KEY_STATE_DOWN;// 按鍵按下標(biāo)志位
}
}
else{
if(key_state == KEY_STATE_FINISH){ // 防止多線程情況下同時(shí)修改
key_state = KEY_STATE_IDLE; // 釋放按鍵
}
}
}
typedef enum{LEVEL_LOW, //LEVEL_HIGH,}LevelTypedef;typedef struct{uint32_t last_time; // 上次時(shí)間????LevelTypedef?last_level;?//?上次電平狀態(tài)}FilterParaTypedef;// V2.0// para 濾波變量，level 當(dāng)前檢測電平狀態(tài)， time 當(dāng)前時(shí)間戳，單位 1 ms, stable_time希望電平穩(wěn)定的時(shí)間uint8_t filter(FilterParaTypedef *para, LevelTypedef level, uint32_t time, uint32_t stable_time){ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)if(level != para->last_level){para->last_level = level; // 更新當(dāng)前電平狀態(tài)para->last_time = time; // 更新電平變化的時(shí)刻return 0; // 電平未穩(wěn)定}if(time - para->last_time > stable_time){ // 這兩個(gè)條件可以放在一起進(jìn)行 && 判斷嗎？return 1; // 需要上報(bào)???}return 0; // 電平穩(wěn)定時(shí)間不夠長}
typedef enum{LEVEL_LOW, //LEVEL_HIGH,}LevelTypedef;typedef struct{uint32_t last_time; // 上次時(shí)間LevelTypedef last_level; // 上次電平狀態(tài)LevelTypedef last_stable_level; // 上次穩(wěn)定的電平狀態(tài)}FilterParaTypedef;// V2.0// para 濾波變量，level 當(dāng)前檢測電平狀態(tài)， time 當(dāng)前時(shí)間戳，單位 1 ms, stable_time希望電平穩(wěn)定的時(shí)間uint8_t filter(FilterParaTypedef *para, LevelTypedef level, uint32_t time, uint32_t stable_time){ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)if(level != para->last_level){para->last_level = level; // 更新當(dāng)前電平狀態(tài)para->last_time = time; // 更新電平變化的時(shí)刻return 0; // 電平未穩(wěn)定}if(time - para->last_time > stable_time){ // 這兩個(gè)條件可以放在一起進(jìn)行 && 判斷嗎？if(level != para->last_stable_level){ // 電平穩(wěn)定時(shí)間夠長且電平發(fā)生了變化para->last_stable_level = level;return 1; // 需要上報(bào)}}return 0; // 電平穩(wěn)定時(shí)間不夠長}
typedef struct{uint32_t last_time; // 上次時(shí)間LevelTypedef last_stable_level; // 上次穩(wěn)定的電平狀態(tài)}FilterParaTypedef;// V2.5// para 濾波變量，level 當(dāng)前檢測電平狀態(tài)， time 當(dāng)前時(shí)間戳，單位 1 ms, stable_time希望電平穩(wěn)定的時(shí)間uint8_t filter(FilterParaTypedef *para, LevelTypedef level, uint32_t time, uint32_t stable_time){ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)if(level != para->last_stable_level){if(time - para->last_time > stable_time){para->last_stable_level = level; // 如果這次電平穩(wěn)定時(shí)間足夠長，那么記錄這次穩(wěn)定的電平return 1; // 上報(bào)}return 0; // 不上報(bào),同時(shí)不更新時(shí)間戳（穩(wěn)定時(shí)間不夠）}para->last_time = time; // 不斷更新電平穩(wěn)定時(shí)間，保存電平穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間戳return 0; // 不上報(bào)}
FilterParaTypedef FilterPara;void task(void *parameter){while(1){LevelTypedef temp = (LevelTypedef)HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0);if(filter(&FilterPara, temp, rt_tick_get(), 100)){rt_kprintf("stable level is %u\n",temp);}rt_thread_delay(5);}}
// V3.0// para 濾波變量，level 當(dāng)前檢測電平狀態(tài)， time 當(dāng)前時(shí)間戳，單位 1 ms, stable_time希望電平穩(wěn)定的時(shí)間uint8_t filter(FilterParaTypedef *para, LevelTypedef level, uint32_t time, uint32_t stable_time){ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)if(level != para->last_stable_level){if(time - para->last_time > stable_time){para->last_stable_level = level; // 如果這次電平穩(wěn)定時(shí)間足夠長，那么記錄這次穩(wěn)定的電平if(level == LEVEL_HIGH) // LEVEL_HIGH 可以作為 para 的成員變量參數(shù)傳入，方便適應(yīng)其他電平{return 1; // 上報(bào)}}return 0; // 不上報(bào),同時(shí)不更新時(shí)間戳（穩(wěn)定時(shí)間不夠）}para->last_time = time; // 不斷更新電平穩(wěn)定時(shí)間，保存電平穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間戳return 0; // 不上報(bào)}
// V3.1// para 濾波變量，level 當(dāng)前檢測電平狀態(tài)， time 當(dāng)前時(shí)間戳，單位 1 ms, stable_time希望電平穩(wěn)定的時(shí)間uint8_t filter(FilterParaTypedef *para, LevelTypedef level, uint32_t time, uint32_t stable_time){ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)if(level != para->last_stable_level){if(level != LEVEL_HIGH) // LEVEL_HIGH 可以作為 para 的成員變量參數(shù)傳入，方便適應(yīng)其他電平{para->last_stable_level = level; // 快速切換狀態(tài)// para->last_time = time; // 是否有必要同時(shí)更新時(shí)間戳呢？}else if(time - para->last_time > stable_time){para->last_stable_level = level; // 如果這次電平穩(wěn)定時(shí)間足夠長，那么記錄這次穩(wěn)定的電平if(level == LEVEL_HIGH) // LEVEL_HIGH 可以作為 para 的成員變量參數(shù)傳入，方便適應(yīng)其他電平{return 1; // 上報(bào)}}return 0; // 不上報(bào),同時(shí)不更新時(shí)間戳（穩(wěn)定時(shí)間不夠）}para->last_time = time; // 不斷更新電平穩(wěn)定時(shí)間，保存電平穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間戳return 0; // 不上報(bào)}
typedef enum{LEVEL_LOW, //LEVEL_HIGH,}LevelTypedef;typedef struct{uint32_t last_time; // 上次時(shí)間LevelTypedef last_stable_level; // 上次穩(wěn)定的電平狀態(tài)LevelTypedef filter_level; // 希望濾波的電平}FilterParaTypedef;// V3.2// para 濾波變量，level 當(dāng)前檢測電平狀態(tài)， time 當(dāng)前時(shí)間戳，單位 1 ms, stable_time希望電平穩(wěn)定的時(shí)間uint8_t filter(FilterParaTypedef *para, LevelTypedef level, uint32_t time, uint32_t stable_time){ // 歡迎關(guān)注：魚鷹談單片機(jī)if(level != para->last_stable_level){if(level != para->filter_level) // LEVEL_HIGH 可以作為 para 的成員變量參數(shù)傳入，方便適應(yīng)其他電平{para->last_stable_level = level; // 快速切換狀態(tài)// para->last_time = time; // 是否有必要同時(shí)更新時(shí)間戳呢？}else if(time - para->last_time > stable_time){para->last_stable_level = level; // 如果這次電平穩(wěn)定時(shí)間足夠長，那么記錄這次穩(wěn)定的電平if(level == para->filter_level) // LEVEL_HIGH 可以作為 para 的成員變量參數(shù)傳入，方便適應(yīng)其他電平{return 1; // 上報(bào)}}return 0; // 不上報(bào),同時(shí)不更新時(shí)間戳（穩(wěn)定時(shí)間不夠）}para->last_time = time; // 不斷更新電平穩(wěn)定時(shí)間，保存電平穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間戳return 0; // 不上報(bào)}
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