2020年03月11日 | 用Atmega8实现8路键盘D触发锁存器功能

实现目的：

当管脚设定为输入时，了解如何可以编程设定上拉电阻，以达到简化硬件的目的。

如何使用软件控制取样频率及时间，达到抗干扰目的.

为了让程序运行更稳定，防止跑飞，了解如何使用看门狗.

电路、软件原理描述：

为简化代码及线路图，本实验仅使用两个输入及两个输出 .

(Atmega8最大可以扩充到支持11路D触发器，修改软件即可)。Atmega8在看门狗的监护下，定期扫描PB0与PB1的取样电平。如果连续十次取样的结果都相同，视为有效的取样。如果十次取样，有一次或以上不同，视为干扰或临界状态，不予处理。本软件实现D型触发锁存器的功能: 即每按一次SW，相应的输出会翻转一次。

为了增加程序的通用性及方便日后的性能测试或调整，本程序的定期扫描取样周期及取样的有效次数可以方便调整。(修改程序内的sampling_times与 sampling_interval 值即可。本程序定义为扫描20次电平都相同时，才认为是有效的输入。每次扫描的间隔是50us)。

#define sapleing_way 2 中的2改成你所需要的路数，就能自动处理新设置的路数，不需要再修改代码。

问题答疑一：

为何要使用sampling_times次扫描取样，当连续sampling_times次取样结果一致时，才认为是有效的输入？

答：是为了增加抗干扰的能力，及防止按下时产生的键盘抖动造成的不确定性。大家在实现完成后，可以将取样次数设置为1次，就会发现，D触发器的工作会变得不可靠。

问题答疑二：

为何要使用看门狗?

答：在实际的应用中，经常会发生许多不可知的情况，可能导致AVR芯片“跑飞”，即程序出错甚至死机。必须复位芯片才能解决问题。看门狗其实就是定期将AVR芯片复位。当然要注意在设计程序时，喂狗的指令要放置在正确的位置，既保证程序执行过程中不会复位，又保证程序陷入死循环，在允许的时间内复位。

查看C代码(代码里有详细的注解):

/********************************************************

实验四(第二版)：用Atmega8实现D触发锁存器的功能

实现目的：www.elecfans.com

1．管脚设定为输入时，了解如何可以编程设定上拉电阻。

2．如何使用软件控制取样频率及时间，达到一定的抗干扰目的

3．为了让程序运行更稳定，防止跑飞，如何使用看门狗？

By armok (2004-09-18) a13809260240@126.com

*************************************************************/

#include //本实验使用Atmega8

#include

#define sapleing_way 2 //定义多少路采样。最大值为8。PB为输入，PD输出。

#define sampling_times 20 //定义取样的次数，连续次数的取样值相同，视为有效取样。

#define sampling_interval 50 //定义每次取样的时间间隔，单位 us.

typedef struct

{ unsigned int v_last; //上一次sampling_times个取样值的结果

unsigned int v_current; //当前sampling_times个取样值的结果

unsigned int v[sampling_times]; //存放连续sampling_times次的取样值

unsigned int v_temp; //存放比较的临时值，为1时有效，0时无效

} inputStruct;

void delay_nus(unsigned int n); //延时函数，单位 us.

void watchdog_init(void); //初始化watchdog函数

void port_init(void); //端口初始化函数

void main(void) //主函数

{

unsigned int i;

unsigned int j;

inputStruct pb_input[sapleing_way];

port_init(); //初始化端口

watchdog_init(); //初始化watchdog

while (1)

{

//以下的for循环，将连续sampling_times次的取样结果存放在相应的数组里

for (i=0;i{

delay_nus(sampling_interval); //每隔sampling_interval取样一次

for(j=0;j{

pb_input[j].v[i]=PINB&BIT(j);

}

}

//以下的for循环，判断连续sampling_times次的取样结果是否有效

for(j=0;j{

for (i=1;i{

if (pb_input[j].v[i-1]==pb_input[j].v[i]) //如果sampling_times次取样结果均相同，视为有效

pb_input[j].v_temp=1; //sampling_times次取样有效的标志

else //否则舍弃，不作处理。

{

pb_input[j].v_temp=0; //sampling_times次取样无效，不作处理

break;

}

}

//以下的if判断PB输入的电平，与上一次取样计算结果比较，判断是否翻转相应的PD

if (pb_input[j].v_temp==1) //sampling_times次取样有效,进行以下判断

{

if (pb_input[j].v[0]==0) //输入为低电平

pb_input[j].v_current=0;

else

pb_input[j].v_current=1; //输入为高电平

if (pb_input[j].v_last==1 && pb_input[j].v_current==0)//如果前十个取样是高电平，现在十个是低电平，视为有效的动作，执行输出

PORTD^=BIT(j);//将相应的PD位翻转

pb_input[j].v_last=pb_input[j].v_current; //将当前结果传给上一次结果，准备下一次处理

}

} //end for

WDR(); //看门狗计数清零

} //end while

} // end main()

void delay_nus(unsigned int n)//n微秒延时函数

{

unsigned int i;

for (i=0;i{

asm("nop");

}

}

void port_init(void)

{

DDRB=0x00;//设置PB0-7为输入

PORTB=0xFF; //与下一句同时起作用

SFIOR&=~BIT(2); //置SFIOR的PDU上拉电阻有效。与上一句一起生效。

DDRD=0xFF;//PD0-7为输出

}

void watchdog_init(void)

{

WDR(); //看门狗计数清零

WDTCR=0x0F; //使能watchdog,并且，采用2048K分频，典型溢出时间5V时2.1S

}