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消除弹跳的影响即可用硬件方法也可以用软件方法。通常在键的个数较少时采用硬件措施，即用RS触发器或单稳态电路来消除按键抖动。键数较多时，常用软件反弹跳，即采用软件延时法。当检测到有键按下时，执行一个数毫秒的延时子程序，然后再判断与该键对应的电平信号是否仍然保持在闭合状态，如果是，则可确认为有键按下。当发现键松开后，也要经毫秒延时，待后沿弹跳消失后再检测下一次的按键操作。
图 2.7 按键时的弹跳波形
5）不管一次按键持续的时间多长，仅采样一个数据。 6) 处理同时按键，即同时有一个以上的按键情况。 2.4.1 非编码键盘的控制方式
在单片机应用系统中为了节省硬件，通常采用非编码式键盘。在这种键盘结构中，单片机对它的控制有三种方式：程序控制扫描方式、定时扫描方式、中断扫描方式。 2.4.2 非编码键盘接口设计
非编码键盘的接口方法有很多种，如通过扩展I/O接口，可编程I/O接口或专用接口芯片。如果使用的单片机接口不够，可以采用可编程芯片8155拓展控制键盘。接口电路中，8155的PC口接键盘的行，PA口接键盘的列。在8155初始化时，把PC口设为输入口，PA口设为输出口，然后利用前面介绍的非编码键盘的行扫描法进行按键的识别，即得到键值。
在本设计中用一个2×2的键盘就可以满足系统需要。由于单片机AT89C52的I/O接口比较多，所以对于键盘接入不需要添加拓展芯片，直接接到单片机的I/O端口即可，节省了硬件资源。 2.4.3 显示设计
单片机系统应用中，常用的显示器件就是LED。这种器件具有陈本低廉、配置灵活、与单片机接口方便的特点。随着电子技术的飞速发展，近年来，也开始出现配置简易形式的CRT接口，以方便图形显示。
LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器件，也称数码管。在单片机应用系统中通常用的是7段LED。这种显示块有共阴极和共阳极两种，共阴极LED显示块
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阳极LED发光管的阴极低电平时，发光二极管点亮。
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的发光二极管阴极共地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共
LED显示块与单片机接口非常容易，只要将一个8位并行输出口与显示块的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据可显示不同的数字或字符。通常将控制发光二极管的8为字节数据称为段选码或字形选码，公共极称为位选线，共阳极和共阴极的段选码互为补数。
LED显示有静态显示和动态显示两种显示方式。在显示电路中使用MC14543构成静态LED的驱动接口电路，只要单片机输出端口给出相应BCD码地址值，就会在相信的数码管上显示对应的数据。
所获得的水位信息显示则可以在测量电路中串联4个发光二极管进行水位信息的显示。
2.5 光电隔离
光电隔离的作用是将电信号进行隔离和传输，以“电-光-电”的形式工作。所使用的光电耦合器件发光部分和受光部分不接触，避免了输出端和输入端可能产生的反馈和干扰。具有耐用，可靠性高，响应时间短的优点，广泛应用于信号传输电路中。本设计中使用的是摩托罗拉公司生产的4N26光电耦合器。
4N26光电耦合器内部是由发光二极管和一个光敏三极管构成的，当发光二极管有电流时，二极管发光照射到光敏三极管的基极，使光敏三极管导通，从而接通电路。当发光二极管无电流时，光敏三极管处于截止状态，电路断开。4N26的内部结构示意图如图2.8所示：
图2.8 光电耦合器4N26
2.6 太阳能热水器上水控制系统上水电磁阀的选用
电磁阀按原理可以简单的分为3类：
1）分步直动式电磁阀：这是一种直动和先导式相结合的原理，当出口与入口没有压力差时，线圈得电之后产生磁力，将先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门
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打开。当出入口达到启动压差时，通电后，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧的弹力或介质本身的压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。分步直动式电磁阀可以在零压差或真空、高压时动作，但是功率较大，必须要水平安装。
2）直动式电磁阀：通电时，线圈产生电磁力将关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，线圈失电，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，电磁阀关闭。直动式电磁阀可以在真空、负压、零压的时候正常工作，但是通径一般不超过25mm。
3）先导式电磁阀：当线圈通电之后，电磁力将先导孔打开，上腔室的压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压力差，流体流体压力推动关闭件向上移动，打开阀门；断电时，弹簧产生的压力使得先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速使得腔室在关阀件周围形成下低上高的压力差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。其特点是流体压力范围上限较高，可以任意安装但是必须满足流体压力差条件。
在选择电磁的时候，还得考虑到电磁阀的适用性、可靠性，安全性，经济性，以及所使用的现场状况（管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求）。我们所用的电磁阀是安装在太阳能热水器进/出水管，由于太阳能热水器的进出水管是一根管子，所以我们需要考虑电磁阀在水管中的水温达到90度时，能否正常工作，其次考虑价格问题。所以我选择了价格适中，耐温条件符合的先导式电磁阀。
2.7 报警电路设计
给系统添加一个报警电路是为了在水上满之后提示用户水已经上满。由于直流电压可以直接驱动蜂鸣器，不需要交流电压，因此我们利用三极管放大单片机输出的方波信号驱动蜂鸣器，加上保护电阻，这样即可做成一个简单的报警电路。
我们可以利用单片机的一个输出端口，根据所选蜂鸣器的频率，通过软件定义端口输出方波的占空比和周期来满足蜂鸣器的驱动。
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图2.9 报警电路
图2.9所示电路就是简易的一个单片机控制的报警电路，8550是一个PNP三极管，由于单片机I/O口输出电流很小，所以要加上上拉电阻，以免单片机被烧坏。蜂鸣器使用5V无源蜂鸣器。
3 变换器部分设计
所谓的变换器就是通过传感器将所测的物理量转换成电信号，经由测量和调制电路处理之后，输出能够使单片机识别的信号，利用单片机的处理能力，驱动执行机构。因此变换器的设计需要考虑传感器的类型，根据传感器的类型确定最有效的测量电路。所以对于传感器的选择一定要多方案比较才能得到最佳方案。
3.1 电容式水位传感器
我们使用的电容式水位传感器是依据电容原理自行制作的，采用两块耐腐蚀金属电极固定于太阳能热水器溢出管的外侧作为电容的两个极板，在两块极板上分别焊上导线，便于接入电路，这样就可以做成一个简易的电容式传感器。根据电容的计算我们知道，当有水从溢出管流出的时候，电容传感器的电容值约是没有水从溢出管流出时电容值的80多倍，因此可以利用这个特性来完成对信号的检测。
控制系统通过检测电容量的大小变化来判断溢水管是否有水流出，具有结构合理、动态范围大、分辨率高，无密封防水要求、不受水质水垢影响、无使用寿命周期等优点。 3.1.1 调频电路
将电容式传感器接入高频振荡器的LC谐振回路中，作为回路的一部分，当被测
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的电容调制，故称调频电路。
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量使电容发生变化时，就使振荡频率产生相应变化。由于振荡器的频率受电容传感器
调频电路的灵敏度较高，频率输出易于得到数字输出而不需用A/D转换器；能获得高电平直流信号，抗干扰能力强，可以发送、接受实现遥测遥控。但调频电路的频率受温度和电缆电容影响较大，需采取稳频措施，电路较为复杂，频率稳定度也不可能很高，因此实现比较困难。
图3.1 调频电路的构成
传感器电容是振荡器谐振回路的一部分。当传感器的电容Cx发生变化时，振荡器的频率 f 也相应地发生变化，即我们所说的频率调制，由此实现了Cx → f 的转换，但该频率信号是比较小的信号需要进行放大，放大后的频率信号进一步通过鉴频器转化为电压信号。但是，信号的频率被调制的过程中，振荡器的幅值也会发生一定的变化，为了使振荡器的振荡幅值不超出一定的范围，在一般的电路中均有限幅环节。 3.1.2 交流电桥电路
将电容式传感器接入交流电桥的一个臂(另一个臂为固定电容)或两个相邻臂，另两个臂可以是电阻或电容或电感，也可是变压器的两个二次线圈。其中另两个臂是紧耦合电感臂的电桥具有较高的灵敏度和稳定性，且寄生电容影响极小、大大简化了电桥的屏蔽和接地，适合于高频电源下工作。而变压器式电桥使用元件最少，桥路内阻最小，因此目前较多采用。