单片机输入信号是指外部的信号,通过单片机输入模块输入到单片机中,供程序进行处理。一般来说,单片机输入信号有两种类型:数字量信号和模拟量信号。
数字量信号是指仅有两种状态的信号,例如高电平和低电平、开关的开和关等。单片机一般采用TTL电平作为标准逻辑电平,其中高电平的电压是5V左右,低电平的电压是0V左右。因此,数字量信号一般都可以用二进制来表示。
模拟量信号则是指可以连续变化的信号,例如温度、压力、光照等。单片机一般采用ADC模块将模拟量信号转换成数字信号,以便进行处理。
单片机输入信号的采集方式主要有两种,一种是基于中断的方式,另一种是基于轮询的方式。
基于中断的方式,也称为事件驱动方式,指单片机在等待输入信号的过程中,可以处理其他任务。当有输入信号到来时,单片机就会触发中断,停止当前任务,转而处理输入信号相关的事务,例如读取输入信号的值、触发其他事件等。
基于轮询的方式则是指单片机不断地循环检查输入端口的状态,如果发现输入信号有变化,则会立即处理相关的事务。由于需要不断地消耗CPU资源来轮询,因此相比基于中断的方式,基于轮询的方式更耗费资源。
单片机输入信号的处理方法有很多,其中常用的方法有:
1)边沿触发
边沿触发指的是将输入信号的变化从高电平到低电平或从低电平到高电平的瞬间作为触发条件。例如,可以将按键的下沿触发与上沿触发作为不同的事件来处理。
2)定时触发
定时触发指的是通过计时来实现输入信号的采集,并将采集到的数值与设定的阈值进行比较。例如,可以通过定时采集光照强度,当光照强度低于一定阈值时触发报警事件。
3)状态机处理
状态机处理指的是将输入信号的变化视为不同的状态,通过有限状态自动机(FSM)来进行处理。当输入信号发生变化时,FSM会根据当前状态和输入信号的值来决定下一个状态和相应的处理。
正确处理单片机输入信号是实现单片机功能的基础。如果输入信号处理不当,就会导致程序运行错误,甚至系统崩溃。
因此,在设计单片机应用时,需要充分考虑输入信号的类型、采集方式和处理方法,以确保系统的正确运行。同时,还需要合理地设置输入信号的电平范围、阈值等参数,以适应不同的应用场景。