超声波液位计研发的探讨  二十八

PCA 包括一个专用的16 位计数器/定时器时间基准和5 个可编程的捕捉/比较模块。每个捕捉/比较模块都有6 种工作方式：边沿触发捕捉、软件定时器、高速输出、8 位脉冲宽度调制器、频率输出、16 位脉冲宽度调制器。时间基准的时钟可以是下面的六个时钟源之一：系统时钟/12、系统时钟/4、定时器0溢出、外部时钟输入（ECI）、系统时钟和外部振荡源频率/8。PCA 捕捉/比较模块的I/O 和外部时钟输入可以通过数字交叉开关连到MCU 的端口I/O 引脚。

综上所述，利用C8051F020 片内提供的功能强大、种类繁多的模拟与数字功能部件，可以省去许多外围硬件电路，极大的简化了系统的硬件设计，节省了硬件成本，有利于仪器的集成化，这便是选择它的主要原因。

§2-6 键盘及显示电路

本课题依据实际需要，设计了包含七个按键的键盘电路和四个LED 数码管组成的显示电路，以实现人机交互的功能。用户通过键盘可以对超声波液位计进行一些参数的预设置、调整以及相关功能的控制，例如液位计的开启和关断、数据的显示、仪表的各种参数校正等；显示电路则可以提供仪表的许多实时信息等。键盘有编码键和非编码键两种，本文采用非编码键盘设计方式。键盘电路如图2.24 所示。

多数键盘的按键均采用机械弹性开关。由于机械触点的弹性作用，当键被按下和放开时，可能会出现电平状态反复变化，称作键盘抖动，若不作处理会引起按键盘命令错误，所以要进行去抖动处理，以读取稳定的键盘状态为准。通常有两种方法去抖:一是用RC 滤波电路，合理选择R 和C 即可取得较好的果。因此，当按键的个数较多时，不仅增加了电路的成本，而且会降低系统的可靠性。因此，通常选用软件消抖的办法。键盘机械抖动的时间约在10ms 一40ms 之间，用软件延时的方法等待抖动自动消失，

然后再确认该键的状态是否改变，实质上它是以占用CPU 的时间为代价来实现的。本课题采用的是第二种软件去抖方法。

本系统设计了7 个按键，在实际的按键操作中，若同时按下两个以上的按键，本系统则认为这几个按键的操作均无效。若先后按下两个以上的按键，则只发送最先按下键的码值。当有键按下的时候，中断服务子程序中进行扫描并读入键码，判断是哪一个键被按下，然后执行相应的操作。软件上，采用中断查询的方式，进行键盘处理程序的设计。

超声波液位计