5.5.2. Программная защита от механического дребезга контактов

Существует несколько методов программной защиты от эффекта дребезга механических контактов. Мы кратко остановимся на двух наиболее часто используемых:

• Прикладная программа проводит мониторинг состояния контакта, опрашивая линию порта и контролируя уровень логического сигнала. Как только программа зафиксировала изменение сигнала, она фиксирует это изменение и формирует задержку 100…200 мс. За это время дребезг закончится, и контакт зафиксируется в установившемся состоянии. Если это новое состояние совпадет с первым зафиксированным изменением, то произошло переключение контакта. В противном случае имела место помеха.

• Прикладная программа также производит мониторинг контакта. После обнаружения первого переключения программа продолжает постоянно опрашивать контакт в течение тех же 100…200 мс. Если к концу интервала опроса состояние не стабилизировалось и постоянно считывается то 0 то 1, то это помехи, а если установилось в одном из состояний, то произошло переключение.

а) При нажатии клавиши на выходе формируется высокий логический уровень

б) При нажатии клавиши на выходе формируется низкий логический уровень

Рис. 5.10. Примеры схем подавления механического дребезга контактов 

5.5.3. Пример программной защиты

Для того чтобы продемонстрировать пример реального программного кода для ввода и вывода дискретных управляющих воздействий, предположим, что восемь DIP переключателей подключены к порту PORTB микроконтроллера, а состояние выходов порта PORTC индицируются с использованием схемы двухцветного индикатора. Общая структура микропроцессорной системы нашего примера представлена на рис. 5.11. В примере мы используем аппаратную защиту и программную защиту от дребезга контактов. Программная защита реализуется по второму способу.

Рис. 5.11. Функциональная схема аппаратных средств для примера 5.3.3

/*----------------------------------------------------------------------*/

/*filename: debounced_swith.c                                           */

/*осуществляет опрос 8 переключателей с программной защитой от дребезга */

/*выполняет специальные действия для каждого нажатого переключателя     */

/*зажигает зеленый светодиод в разряде активизированного переключателя  */

/*----------------------------------------------------------------------*/

/*подключаемые файлы*/

#include <912b32.h>

/*используемые функции*/

int process_valid_input(unsigned char input_value); //управление

                                                    //процессом опроса в реальном времени

void initialize_ports(void); //инициализация портов

void timer_init(void); //инициализация таймера

//глобальные переменные

int keep_going=1; //переменная цикла

unsigned char old_PORTB= 0xff; //предыдущее значение порта PORTB

unsigned char new_PORTB; //новое значение порта PORTB

void main{void) {

 initialize_ports();

 timer_init();

 while(keep_going) {

  new_PORTB=PORTB; //читать порт PORTB

  if (new_PORTB != old_PORTB) {

   //выполнять, если значение порта изменилось

   swith(new_PORTB) {

   case 0xFE: //переключатель PB0

    if (process_valid_input(new_PORTB)) //процедура

                                        //антидребезга

    { //выполнять действия, связанные

     : //с нажатием клавиши PB0

     :

     PORTC = 0х01;//зажечь зеленый в разряде PB0

     keep_going = 1;

    }

    break;

   case 0xFD: // переключатель PB01

    if (process_valid_input(new_PORTB)) // процедура

                                        // антидребезга

    { //выполнять действия, связанные

     : //с нажатием клавиши PB1

     PORTC = 0х02; //зажечь зеленый в разряде PB1

     keep_going = 1;

    }

    break;

   case 0x7F: // переключатель PB7

    if (process_valid_input(new_PORTB)) // процедура

                                        //антидребезга

    { //выполнять действия, связанные

     : //с нажатием клавиши PB7

     PORTC = 0х80; //зажечь зеленый в разряде PB7

     keep_going = 1;

    }

    break;

   default:

    ; //аll other cases

   } //окончание распозвания, какая клавиша нажата (switch(new_PORTB))

  } //окончание обработки нажатой клавиши (if new_PORTB)

  old_PORTB = new_PORTB; //обновить PORTB

 } //окончание (while(keep_going))

} //окончание (main)

/*-----------------------------------------------------------------*/

/* Функция void initialize_ports устанавливает режим работы портов */

/*-----------------------------------------------------------------*/

void initialize_ports(void) {

 DDRC=0xff; //порт PORTC на вывод

 PORTC=0x00; //выходы порта PORTC в 0, зажгутся красные светодиоды

 DDRB=0x00; //порт PORTB на ввод

}

/*--------------------------------------------------------------------*/

/* process_valid_input: проверка стабильности PORTB в течение периода */

/* переполнения таймера                                               */

/*--------------------------------------------------------------------*/

int process_valid_input(unsigned char portx) {

 int valid_input; //флаг результата опроса порта

 int int_value; //время входа в процедуру

 valid_input = TRUE; //установить флаг

 int_value = TCNT; //читать текущий момент времени

 while (int_value != TCNT) //повторять пока значения времени снова не

                           //сравняются

 {

  if (portx==PORTB) //порт PORTB остается стабильным

   valid_input = TRUE;

  else //порт PORTB изменил состояние

   valid_input = FALSE;

  if (!valid_input) //если порт изменил состояние, то выйти

                    //из цикла

   break;

 }

 return valid_input;

}

/*------------------------------------------------------------------------*/

/* Функция timer_init инициализирует таймер. Частота системной шины равна */

/*8*МГц                                                                   */

/*------------------------------------------------------------------------*/

void timer_init(void) {

 TMSK1 = 0х00; //запретить прерывания

 TMSK2 = 0х02; //частота тактировании 2 МГц

 TSCR = 0х80; //разрешить работу модуля таймера

}

/*-------------------------------------------------------------------------*/