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轻触式开关电路在AVR单片机中的应用
引 言：
单键开关电路已经广泛应用于PDA、手机和电子词典等数码产品中，其实现方式多种多样。一般可采用RS触发器、计数器以及采用555集成电路等等。在单片机的一些实际应用中，以上的实现方式会增加整个电路的复杂度，不能达到简洁、实用的效果。本文将介绍一种可以在单片机应用中实现的，简易、稳定的轻触式单键开关电路。 1 电路原理 如图1所示，DC-DC为一个带有关断控制端的直流稳压电源芯片，MCU是一个单片机。当按下S1时，Q1和D1导通，稳压芯片工作，为单片机供电。单片机马上将相应的I/O引脚置为输出高，这时Q1和Q2导通，整个电路进入工作状态。而后单片机再将这个I/O引脚设置为输入，由于上拉电阻R4的存在，Q1和Q2一直导通。单片机一直扫描相应I/O输入状态，如果S1没有按下去，则这个I/O将始终为高。当S1再次按下去时，D2导通，单片机检测到这个I/O引脚输入为低，这时单片机就将这个I/O设置成输出为低的状态。Q2截止，如果按键抬起，Q1也会截止，稳压芯片将不会为单片机提供电压，整个电路处于关断状态。  2 关于R3和上拉电阻R4的取值 在一些单片机中，例如AVR系列单片机ATmega8L，带有内部上拉电阻Rpu，如图2所示。  可以通过单片机程序控制电阻上拉与否，从而不需要外接上拉。 一般情况下，R3取值要远大于R4，否则单片机I/O的输入电压Vpin会有低于标准输入电压VIH最低值的可能。从ATmega8L数据手册中查到 Rpu取值在20kΩ~100kΩ之间，又因为VIH的最小值约为0.6VCC。因此R3/(R3+R4）>0.6，取R4=50kΩ，并取R3/ (R3+R4）=0.8 ，所以R3取值应该在200kΩ左右的范围，可以根据实际工作情况来选择具体的R4取值。 3 对Vin连接方式的处理 从图1上不难看出，采用这种控制方式后，Q1上将会消耗一定的功率。一种降低功率消耗的方式就是将Vin直接接到电池上去，可以根据电路灵活掌握。 4 电容C1的作用 对于一般的AVR单片机来说，内部都有BOD(Brown-down Detection)电路。这个电路具有低电压检测功能：当输入电压由高变低时，单片机就会自动复位。 如图1所示，想关机的时候，按下S1，单片机输出低。按键抬起后，Q1、Q2截止，单片机掉电。然而单片机的BOD电路检测到单片机的电压突然降低后，就会使单片机复位，并将I/O设置为上拉状态，Q1、Q2导通，导制电路再次开启。 加入C1后，使单片机掉电后要对C1进行充电，而在C1充电没有达到单片机工作最低电压期间，Q1、Q2已经截止了，从而打乱了单片机复位操作。 5 开关机延时处理 在一些具体的应用场合，例如手机等数码产品，开关机都需要延时操作。一种简单的实现方式就是，单片机在按键按下时开始计数，直到按键抬起。只有这个计数值足够大，才允许开机，否则不认为是开机操作。同理，关机也可以做类似的处理。 单片机程序流程如图3所示。  单键开关电路已经广泛应用于PDA、手机和电子词典等数码产品中，其实现方式多种多样。一般可采用RS触发器、计数器以及采用555集成电路等等。在单片机的一些实际应用中，以上的实现方式会增加整个电路的复杂度，不能达到简洁、实用的效果。本文将介绍一种可以在单片机应用中实现的，简易、稳定的轻触式单键开关电路。
相关电路如下图示： MCU用的是AVR 的ATMEGA16L，电源芯片用的是LM2576-3.3，是低电平开启的，有些电源芯片用的是高电平开启。图中有标注。
这个是不能复位的版本。一复位就会关机。就是只有上电复位。
说明一下第一个电路工作原理： S2按下后，D3，Q1，Q3导通，输出低电平给LM2576的判断控制端。稳压芯片工作，为单片机供电。单片机马上将相应的I/O引脚置为输出高，这时Q1和Q2及Q3都导通，整个电路进入工作状态。而后单片机再将这个I/O引脚设置为输入，由于开启AVR单片机IO的内置上拉电阻，Q1和Q2和Q3一直导通。单片机一直扫描相应I/O输入状态，如果S2没有按下去，则这个I/O将始终为高。当S2再次按下去时，D4导通，单片机检测到这个I/O引脚输入为低，此时作些延时，看延时合不合预先设定的值，达到则将单片机的这个I/O设置成输出为低的状态。Q2截止，如果按键抬起，Q1也会截止，稳压芯片将不会为单片机提供电压，整个电路处于关断状态。
注意，C10是必不可少的，不然由于单单片机的复位操作会使系统断电。 进入正常工作后，就将正常工作的代码写入EEPROM。关机时将正常关机的代码也写入EEPROM。这样，还可以检测是不是正常关机。 最后，奉上这些boot代码： //*****************************GCC for the new lab board ****************************** //****************************** code 02 *********************************************** #include #include #include #include
#define POWER PB0
#define LED PD7
#define ON 0x0f
#define OFF 0xf0
//******************************向UART 写一字节**************************************
int usart_putchar(char c)
{
if(c== usart_putchar( );
loop_until_bit_is_set(UCSRA,UDRE);
UDR=c;
return 0;
}
//*******************************从UART 读一字节*************************************
int usart_getchar(void)
{
loop_until_bit_is_set(UCSRA,RXC);
return UDR;
}
//************************************初始化i/o**************************************
void Initialuart(void)
{
//UART 初始化
UCSRB=_BV(RXEN)|_BV(TXEN);/*(1< //i/o 流UART 连接
fdevopen(usart_putchar,usart_getchar,0);
}
//*********************************to start the power,hehe***************************
void Powerpost(void)
{
unsigned long i=0;
unsigned char val;
DDRB&=~_BV(POWER);
PORTB|=_BV(POWER);
eeprom_busy_wait();
val=eeprom_read_byte(0); //从EEPROM 0 地址处读取一字节赋给RAM 变量val
if(val==OFF)
{
//if(PIND&_BV(K4)) _delay_ms(500);if(PIND&_BV(K4))
while(!(PINB&_BV(POWER))) {i++;if(i>300000) break;}
if(i>=300000)
{
DDRB|=_BV(POWER);
PORTB|=_BV(POWER);
eeprom_busy_wait(); //等待EEPROM 读写就绪
eeprom_write_byte(0,ON); //将0xbb 写入到EEPORM 0 地址处
DDRD|=_BV(LED);
PORTD|=_BV(LED);
}
else
{
eeprom_busy_wait(); //等待EEPROM 读写就绪
eeprom_write_byte(0,OFF); //将0xbb 写入到EEPORM 0 地址处
DDRB|=_BV(POWER);
PORTB&=~_BV(POWER);
DDRD|=_BV(LED);
PORTD&=~_BV(LED);
}
}
else
{
DDRD|=_BV(LED);
PORTD|=_BV(LED);
DDRB|=_BV(POWER);
PORTB|=_BV(POWER);
eeprom_busy_wait(); //等待EEPROM 读写就绪
eeprom_write_byte(0,ON); //将0xbb 写入到EEPORM 0 地址处
}
}
//************************************Shut Down *************************************
void ShutDown(void)
{
unsigned long i=0;
while(!(PINB&_BV(POWER))) {i++;if(i>200000) break;}
if(i>=200000)
{
eeprom_busy_wait(); //等待EEPROM 读写就绪
eeprom_write_byte(0,OFF); //将OFF 写入到EEPORM 0 地址处
PORTD&=~_BV(LED);
DDRB|=_BV(POWER);
PORTB&=~_BV(POWER);
}
}
//************************************the entrey*************************************
int main()
{
Powerpost();
Initialuart();
printf("hello,你好吗？嘿嘿!! // PORTB=0x00;
while(1)
{
ShutDown();
}
}
祝大家成功!!! |
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