本科毕业设计__基于单片机的温度报警器设计(方案)

（二）按键检测设计

按键是基本方便的输入手段，可通过按键开关控制发光二极管的亮灭来，说明AVR单片机的端口检测外部信号的功能和方法。

1、单按键的电路

典型的单按键的电路如图6－7所示，在按键没有按下时，PA5引脚信号为高电平，当按键按下时PA5引脚信号为低电平。通过检测引脚的电平会方便的知道按键的状态。

图14 按键电路

我们日常所说的按键，外观如图6－8所示，有四个脚。按键两侧的脚是连通的，之所以做成四个脚，是为了安装牢固。

图15 按键开关

2、按键的响应过程

理想的按键的闭合和断开时，接触点的电压应该立即变高或者变低，但是由于机械触点的弹性以及按键按动时电压突变等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动现象，如图6－9所示。在发生抖动的时间一般在5-10ms。

一次按键处理过程如下：当按键按下之后，相应的按键接触点的电压以高低电平的方式输入到单片机的I/O口。按键的闭合与断开是有一定时间的，一般为

0.1-1S。而AVR单片机的机器周期一般为1us甚至更短，在0.1-1S的时间段内，程序会检测很多次按键的输入电平，这样单片机可能会认为按键被按下了多次，从而出现误判。

图17 按键闭合断开时的电压波动示意图 3、按键去抖动的方法和原理

为了去除按键的抖动，保证单片机对按键的一次输入只响应一次，可以采用硬件和软件两种方法：硬件电路去抖动是在外围电路中加入去抖动电路（如R-S触发器）；软件去抖动是在程序中加入延时程序以跳过抖动时间，等待信号稳定后再次判断按键的输入电平，如果信号电平保持不变，则可以确认一次按键按下。

●硬件去抖动电路的原理

用R-S触发器形成去抖电路是单片机外围电路设计中常用的方法，这种方法可以减少单片机软件对按键动作的延时和计算。典型的硬件去抖动电路如图6－10，74LS02构成一个R-S触发器电路实现按键的消抖电路。

图6－10 74LS02实现的硬件消抖电路

●软件消抖的原理和实现

软件消抖的基本原理是在软件中对按键进行两次检测确认，记载第一次检测到按键按下后，间隔10ms左右再次检测按键是否按下，只有在两次都检测到按

键按下时才最终确认有键按下，这样就避开了按键的抖动时间，从而消除了抖动的影响。

在按键接口软件的设计中，除了要考虑按键消抖外，一般还要判别按键的释放，只有检测到按键释放后，才能确定为一次完整的按键动作。 通用的案件检测程序如下：

Keyscan() {

if((PINA&0X20)==0) //判断按键是否按下，等于0表示按键按下 {

delayms(20); //延时20ms。避开按键抖动时间 if((PINA&0X20)==0) //再次判断按键是否按下， {

… //按键按下的处理程序 } }

While((PINA&0X20)==0); //判断按键是否放开，不等于表示按键释放，退出处理函数 }

（三）1－wire 是一种通讯协议实现

对18b20的操作实质是1－wire 是一种通讯协议。1－wire 是一种通讯协议，它只有一个信号线，信号线即可以进行输入也可以进行输出操作。在此基础上进行移植，在实际应用过程中意义重大。

而以往使用AVR进行引脚操作时，一个引脚要么输入、要么输出。在1－wire下，一个引脚既要实现输入操作、也要实现输出操作，因而需要对DDR操作进行深入的了解，认识DDR操作对引脚电平的影响。

1－wire通讯协议基本基本操作包括复位、写数据位、读位数据。8个位操作形成字节数据的读写，所有操作都在复位后才可以开始。 1、复位时序

对DS18B20进行所有操作之前，首先要将它复位。复位时序图6-11如下：

图18 复位时序图

(1)主机将信号线置为低电平，时间为480～960μS。 (2)主机将信号线置为高电平，时间为15～60μS。

(3)从机（DS18B20）发出60～240μS 的低电平作为应答信号，后释放信号线，信号线恢复为高电平。主机收到此信号后，才能认定复位操作完成，可以对DS18820进行其它操作。

2、对DS18B20操作的宏复位的实现代码

为实现代码的可移植性，实现对DS18B20的操作代码前，定义如下宏。 #define OW_PIN PD0 #define OW_IN PIND #define OW_OUT PORTD #define OW_DDR DDRD

#define OW_GET_IN() ( OW_IN & (1<

#define OW_OUT_LOW() ( OW_OUT &= (~(1 << OW_PIN)) ) #define OW_OUT_HIGH() ( OW_OUT |= (1 << OW_PIN) ) #define OW_DIR_IN() ( OW_DDR &= (~(1 << OW_PIN )) ) #define OW_DIR_OUT() ( OW_DDR |= (1 << OW_PIN) ) 3、复位的实现代码 unsigned char ow_reset(void) {

unsigned char err;