青岛理工大学毕业设计（论文）
3.4.2 重键与连击的处理
实际按键操作中，若无意中同时或先后按下两个以上的键，系统确认哪个键操作是有效的，完全由设计者的意志决定。如视按下时间最长者为有效键，或认为最先按下的键为当前按键，也可以将最后释放的键看成是输入键。不过微型计算机控制系统毕竟资源有限。交互能力不强，通常总是采用单键按下有效，多键同时按下无效的原则（若系统没有复合键，当然应该另当别论）。
有时，由于操作人员按键动作不够熟练，会使一次按键产生多次击键的效果，即重键的情况。为了排除重键的影响，编制程序时，可以将键的释放作为按键的结束。等键释放电平后再转去执行相应的功能程序，以防止一次击键多次执行的错误发生。
3.4.3 按键防抖动技术
键盘，作为向系统提供操作人员的干预命令的接口，以其特定的按键序列代表着各种确定的操作命令。所以，准确无误地辨认每个键的动作及其所处的状态，是系统能否正常工作的关键。
多数键盘的按键均采用机械弹性开关。一个电信号通过机械触点的断开、闭合过程，完成高、低电平的切换。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合及断开的瞬间必然伴随有一连串的抖动。抖动过程的长短由按键的机械特性决定，一般为10～20ms。
为了使CPU对一次按键动作只确认一次，必须排除抖动的影响，可以从硬件及软件两个方面着手解决。 （1）硬件防抖动技术
通过硬件电路消除按键过程中抖动的影响是一种广为才用的措施。这种做法，工作可靠，且节省机时。下面介绍两种硬件防抖动电路。
①滤波防抖动电路
利用RC积分电路对干扰脉冲的吸收作用，选择好电路的时间常数，就能在按键抖动信号通过此滤波电路时，消除抖动的影响。
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图3.10 滤波防抖动电路
当键K未按下时，电容C两端电压均为0，非门输出为1。当K按下时，由于C两端电压不可能产生突变。尽管在触点接触过程中可能出现抖动，只要适当选取R1、R2和C的值，即可保证电容C两端的充电电压波动不超过非门的开启电压（TTL为0.8V），非门的输出将维持高点平。同理，当触点K断开时，由于电容C经过电阻R2放电，C两端的放电电压波动不会超过非门的关闭电压，因此，非门的输出也不会改变。总之，只要R1、R2和C的时间常数选取得当，确保电容C由稳态电压充电到开启电压，或放电到关闭电压的延迟时间等于或大于10ms，该电路就能消除抖动的影响。
②双稳态防抖动电路
用两个与非门构成一个RS触发器，即可构成双稳态防抖动电路。
图3.11 双稳态防抖动电路
设按键K未按下时，键K与键A端（ON）接通。此时，RS触发器的Q端为高电平1，致使Q端为低电平0。此信号引致1#与非门的输入端，将其锁住，使其固定输出为1。每当开关K被按动时，由于机械开关具有弹性，在A端将
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形成一连串的抖动波形。而Q端在K到达B端之前始终为0。这时，无论A处出现怎样的电压（0或1），Q端恒为1.只有当K到达B端，使B端为0，RS触发器产生翻转，Q变为高电平，导致Q降为0，并锁住门2，使其输出恒为1。此时，即使B处出现抖动波形，也不会影响Q端的输出，从而保证Q端恒为0。同理，在释放键的过程中，只要一接通A，Q端就升为1。只要开关K不再与B端接触，双稳态电路的输出将维持不变。
图3.12 键盘接口电路
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在键盘接口中，开关S0接P1.0口，控制语音播放和文字显示；开关S1接P1.1口，控制提示顺序；开关S2接P1.2口，用来跳过某站的提示，以实现播放过程的微调。
（2）软件防抖动方法
若采用硬件防抖动电路，则N个键就必须配有N个防抖动电路。因此，当键的个数比较多时，硬件防抖动将无法胜任。在这种情况下，可以采用软件的方法进行防抖动。当第一次检测到有键按下时，先用软件延时（10～20ms），而后再确认该键电平是否仍维持闭合状态电平。若保持闭合状态电平，则确认此键确已按下，从而消除了抖动的影响。
3.5 电源
嵌入式控制系统一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作。我们多习惯采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）来调节和稳定电压，将较高的直流电压转变为单片机所需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会产生较大的热损失（数值为压降U×负荷I），其工作效率仅为30%～50%；加之在高粉尘等恶劣环境下，我们往往将嵌入式控制系统置于密闭容器内，加剧了单片机的恶劣工况，使系统的稳定性变得更差。
开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管，要么是完全截止无电流流过。所以，开关稳压电源的功耗极低，平均工作效率可达70%～90%。在相同压降的条件下，开关电源调节器件与线性稳压器件相比热损失小很多。因此，开关稳压电源可以大大减少散热片体积和印刷电路板的面积，甚至在大多数情况下不需要加装散热片，从而减少了对单片机工作环境的有害影响。
采用开关稳压电源来替代线性稳压电源为单片机供电的另一个优势是：开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自电源的高频干扰具有较强的抑制作用。此外，由于开关稳压电源热损失的减少，设计时我们还可提高稳压电源的输入电压，使用一片LM2576就可以将公交车上的+24V直流电压转化为+5V直流电压，而不需要考虑芯片过分发热的问题。
LM2576开关稳压集成芯片是线性三端稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）的替代品，具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为单片机的可靠、稳定工作提供了强有力的保证。
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3.5.1 芯片介绍
LM2576是NS生产的3A电流输出降压开关型稳压集成芯片，内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。它提供有3.3V（-3.3）、5V（-5.0）、12V（-12）、15V（-15）及可调（-ADJ）等多个电压档次产品。此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。
LM2576开关稳压集成芯片的主要特性如下： （1）最大输出电流 3A
（2）最高输入电压 LM2576为40V，LM2576HV为60V （3）输出电压 3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选 （4）振动频率 52kHz
（5）转换效率 75%～88%（不同电压输出时的效率不同） （6）控制方式 PWM
（7）工作温度范围 -40℃～+125℃
（8）工作模式 低功耗/正常两种模式可外部控制 （9）工作模式控制 TTL电平兼容
（10）所需外部元件 仅四个（不可调）或六个（可调） （11）器件保护 热关断及电流限制 （12）封装形式 TO-220或TO-263 LM2576的内部框图如下图所示：
图3.13 LM2576的内部结构
该框图的引脚定义对应于五脚TO-220封装形式。LM2576内部包含52kHz振荡器、1.23V基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压电路等。为了产生不同的输出电压，通常将比较器的负端接基准电压（1.23V），正端接分压电阻网络，这样可根据输出电压的不同选定不同的阻值，其中R1=1kΩ（可调-ADJ时开路），R2分别为1.7 kΩ（3.3V）、3.1 kΩ（5V）、
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