[STM32] 8. 스위치 채터링 (소프트웨어 디바운싱)

스위치 채터링

푸쉬 리턴 스위치를 누를 때 발생할 수 있는 노이즈나 불안정한 신호로 인해 스위치가 여러 번 눌렸다고 인식되는 현상을 "채터링" 또는 "디바운싱" 문제라고 한다. 이를 해결하기 위해 디바운싱 필터링을 적용해야 한다. 디바운싱을 효과적으로 처리하는 방법에는 하드웨어적 방법과 소프트웨어적 방법이 있다. 이번 포스팅은 소프트웨어 디바운싱을 통해 채터링 문제를 해결 방법을 소개하려 한다.

소프트웨어 디바운싱은 코드로 디바운싱을 구현하는 방법아다. 주로 타이머를 이용하여 일정 시간 동안 신호가 안정적인지 확인하는 방식으로 처리한다.

🔗 1. 코드

/* USER CODE BEGIN PTD */
#define DEBOUNCE_DELAY 30 /* 30ms */
/* USER CODE END PTD */

...

/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

volatile uint32_t lastInterruptTime = 0;
/* USER CODE END 0 */

...

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin == BTN_Pin)
	{
		 uint32_t currentTime = HAL_GetTick(); /* check current time */
		 if ((currentTime - lastInterruptTime) > DEBOUNCE_DELAY){ /* check filtering 30ms time */
			 lastInterruptTime = currentTime; /* update interrupt time */
			 if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, BTN_Pin) == GPIO_PIN_SET){
				 HAL_GPIO_WritePin(GPIO_LED_GPIO_Port, GPIO_LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
			 }else{
				 HAL_GPIO_WritePin(GPIO_LED_GPIO_Port, GPIO_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
			 }
		 }
	}
}
/* USER CODE END 4 */

• 타이머 사용: HAL_GetTick() 함수를 사용하여 현재 시간을 가져온다. 이 함수는 시스템이 부팅된 이후의 밀리초(ms) 단위 시간을 반환한다.
• 인터럽트 핸들러에서 디바운싱 적용: 인터럽트가 발생할 때마다 현재 시간과 마지막 인터럽트 발생 시간을 비교하여 디바운싱 시간을 초과한 경우에만 버튼 입력을 처리한다.
• 디바운싱 시간 설정: DEBOUNCE_DELAY 매크로를 사용하여 디바운싱 시간을 설정한다. 여기서는 50ms로 설정하였다.

📌 2. 특징

• 디바운싱 시간 선택: 너무 짧으면 채터링을 완전히 제거하지 못하고, 너무 길면 버튼 입력에 대한 응답성이 떨어질 수 있다. 일반적으로 10ms에서 50ms 사이의 값이 적절하다.
• 타이머 사용: 소프트웨어 디바운싱을 구현할 때 타이머를 사용하여 인터럽트 발생 후 일정 시간 동안 버튼 입력을 무시할 수 있다.
• 상태 확인: 버튼의 현재 상태를 저장하고, 일정 시간 동안 상태가 변하지 않는 경우에만 입력을 처리하는 방법도 있다.

이러한 방법들을 통해 버튼의 채터링 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 소프트웨어 디바운싱은 코드로 간단히 구현할 수 있다. 코드를 자세히 보면 volatile 키워드를 사용한 것을 확인할 수 있다. 다음 포스팅은 volatile 키워드에 대해 소개해보려 한다.