スイッチ デバウンスに関する究極のガイド (パート 6)

はるか昔、私が目を輝かせてふさふさした尾をしていた頃、スイッチ バウンスとデバウンスというテーマを探求するこの探求の最初の言葉を書いたとき、実際には 1 つ、おそらく 2 つだけで済むだろうと思っていました。列。 悲しいことに、日が週に、週が月に増えるにつれて、私はより悲しく、より賢明な人間に成長しました。

これで第 6 部になったことが信じられません。キッチンのテーブルに座って (ケビンの在宅ワーク サバイバル ガイドも参照) 慎重にモニターを見つめながら、これが第 6 部の最後になるだろうと完全に予想しています。でも、指先から言葉が滴り落ち始めるまでは、自分が何を書こうとしているのか正確にはわかりません。そこでは、これらの陽気で陽気な小さな美しさ（指先ではなく言葉）が、夜明けに新しく摘み取られます。朝露がまだその元気で元気なセリフ、拍車、尾を輝かせている間、丘の北側。 肝心なのは、このコラムが本当にシリーズの終わりであるかどうかを確認するには、このコラムの最後に到達するまで待たなければならないということです。 （「ダムダムダムドゥゥゥゥゥゥム…ダムダムダムドゥゥゥゥゥゥゥム…」緊張が高まる。）

勇んで真っ向から争いに突入し、放棄する前に、私たちがどのようにして検討の中でこの時点に到達したかを簡単に思い出してみましょう。 パート 1 では、スイッチ バウンスの概念を紹介しました。 その後のパート 2 では、単極単投 (SPST) トグル スイッチと単極双投 (SPDT) トグル スイッチに関連するバウンスについてさらに詳しく説明しました。

パート 3 では、SPST トグル スイッチをデバウンスするために RC ネットワークの後にシュミット トリガーを使用するというアイデアから始めて、スイッチ バウンスに対するハードウェア ソリューションの検討を開始しました。 パート 4 では、SPST トグル スイッチをデバウンスするためのさまざまな単安定マルチバイブレータの使用について検討しました (残念ながら、最終的には単安定マルチバイブレータの使用は良い方法ではないと結論付けました)。

最近のパート 5 では、SPDT トグル スイッチに戻り、2 つのインバータ、SR ラッチ (NAND ベースと NOR ベースの両方)、D タイプ ラッチとフリップフロップを使用して実装されたラッチに基づくデバウンス技術を検討しました。

このコラムでは、特殊集積回路 (IC) の形でハードウェアベースのデバウンス ソリューションの残りの 1 つのカテゴリを検討する予定です。 運命が私たちに微笑んでくれるのであれば、フィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) 設計でのデバウンスの実装についても触れます。 最後に、ソフトウェアのデバウンス手法に注目します。

この内容に馴染みのないものがある場合は、関連するスイッチ タイプとスイッチ用語のコラムを参照してください。 私のレジスタ対ラッチ対フリップフロップのコラムを読んで熟考することにも興味があるかもしれません。 最後になりますが、これまでに述べたように、トグル スイッチ、ロッカー スイッチ、および押しボタン スイッチはすべて、ほぼ同じようにスイッチ バウンスを示します。 実際、跳ね返らない唯一のスイッチは、水銀チルト スイッチなど、ほとんどの人が使用したとしてもめったに使用しないスイッチです。

システムの特徴付け

深く掘り下げる前に、そして私がそれについて考えている間、数週間前、組み込みの第一人者である Jack Ganssle とチャットしていたとき、彼は、システムの設計に携わるすべての人、特にミッションクリティカルで重要なシステムを設計している人たちへの推奨事項について言及しました。セーフティクリティカルなシステム – 疑いのない世界に展開する前に、使用を計画しているスイッチの特性を評価することです。

ハードウェア設計者もソフトウェア開発者も、よくよく考えずに「実証済みの」ソリューションに頼ってしまいがちです。 たとえば、ジャックの古典的なデバウンスガイドのパート 1 では、プリント基板 (PCB) 上に金メッキされた接点を使用するタイプのスイッチについて言及しています。 関連するゴム製のカバーがあり、押し込むと、ある種の導電性エラストマーが金の接点に現れます。 Jack 氏は、アナログの結果は 0 ボルトから 5 ボルトまでゆっくりと上昇し、ノイズ、ワイピング、その他の不確実性がなく、バウンスの痕跡もなかったと指摘しました。 残念なことに、この信号が TTL 入力に与えられると、「禁止ゾーン」(0.8 ～ 2.0 V) でのゆっくりとしたランプにより、ミリ秒 (ms) の乱発が発生し、これは「仮想バウンス」とみなされる可能性があります。