Button Input & Debounce
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핵심 요약
물리 버튼은 접점 bounce를 필터링한 뒤 pressed/released 이벤트로 변환한다. 길게 누름·반복 입력은 안정화된 상태 위에서 별도 상태 머신으로 구현한다.
입력 회로와 GPIO 설정
예시는 pull-up 입력과 버튼을 통한 GND 연결을 가정한다. 미눌림 High, 눌림 Low다. 회로가 pull-down이면 극성을 반대로 처리한다. 내부 pull만으로 충분한지 배선 길이·EMC·저전력 조건을 검토하고 필요한 RC 필터·ESD 회로를 설계한다.
시간 기반 debounce 예제
그림 읽기와 실측 확인: Raw GPIO와 pressed=true로 정규화한 값은 반대다. 그림은 edge가 1 ms polling 시점에 정렬된 예제이며, 실제 확인 시점에는 polling 지연이 추가될 수 있다. Bounce 중에는 안정화 timer가 다시 시작된다.
1 ms 주기 작업에서 다음 함수를 호출한다. 20 ms는 실습용 시작값으로 실제 버튼 bounce와 요구 응답시간을 측정해 조정한다. now_ms는 단조 증가하는 uint32_t tick이며 짧은 간격으로 호출한다.
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
typedef struct {
bool candidate, stable;
uint32_t changed_at;
} Button;
void button_init(Button *b, bool raw, uint32_t now) {
b->candidate = raw; b->stable = raw; b->changed_at = now;
}
/* true 반환 시 stable 값이 새 상태: true=pressed, false=released */
bool button_update(Button *b, bool raw, uint32_t now) {
if (raw != b->candidate) {
b->candidate = raw;
b->changed_at = now;
}
if (b->stable != b->candidate &&
(uint32_t)(now - b->changed_at) >= 20U) {
b->stable = b->candidate;
return true;
}
return false;
}
raw에는 전기 레벨이 아니라 눌림=true로 변환한 값을 넣는다. 초기화 시 현재 상태를 저장하므로 부팅 때 이미 눌린 버튼을 새 press 이벤트로 처리하지 않는다. 부팅 눌림을 의미 있는 입력으로 사용할지는 제품 요구에 따라 별도로 정의한다.
짧게 누름·길게 누름 처리
- pressed 이벤트에서 시작 tick과 long_sent=false를 저장한다. 안정 상태가 pressed이고 경과시간이 800 ms 이상이면 LONG 이벤트를 한 번만 발생시킨다.
- released 이벤트에서 long_sent가 false인 경우에만 SHORT 이벤트를 발생시킨다. LONG 이후 release를 SHORT로 중복 처리하지 않는다.
- 더블클릭은 첫 release 뒤 대기 창을 둔다. 즉시 SHORT를 내보내면 DOUBLE이 뒤늦게 발생할 수 있으므로 이벤트 정책을 먼저 정한다.
인터럽트 사용 시
edge IRQ에서 20 ms busy wait를 하지 않는다. IRQ는 버튼 활동을 알리고 실제 안정화는 주기 작업에서 수행한다. 저전력 wake-up은 첫 edge로 깨우되, 깨어난 뒤 debounce 결과로 사용자 입력을 확정한다. level IRQ의 경우 flag와 활성 레벨 때문에 반복 진입하지 않는지 확인한다.
검증 시나리오
- 0/1이 2~5 ms 간격으로 흔들리는 입력 뒤 20 ms 안정 상태를 주고 이벤트가 한 번만 나오는지 확인한다.
- 짧게 누름·길게 누름·계속 누름·동시 버튼·tick wraparound·부팅 눌림·버튼 stuck를 검증한다.
- 주기 작업 지연 시 debounce 응답 지연과 이벤트 누락을 확인한다. 긴 배선의 노이즈를 소프트웨어 debounce만으로 해결하려 하지 않는다.