2 软件实现

　　2．1 按键的抗干扰处理

　　通常当按键按下以后（不考虑人的操作因素），会有一个5-10ms的抖动期，用软件延时来进行去抖处理。当按键释放后才向主机发送数据，具体方法是用状态机，将按键过程分成以下几个状态S0—S4，如图4所示：

　　没有按钮动作时，检测线都为高电平，保持在S0状态；扫描面板，当某个按钮按下（相应检测线为低电平）进入S1状态；完成去抖延时（T0中断20次）后进入S2状态，再次扫描面板，检测到低电平且为同一个按钮（行、列线相同）进入S3状态，没有检测到低电平或者不为同一个按钮则再次进入S0状态；按钮释放后进入S4状态，给主机发送按钮编号，发送完成进入S0状态。

　　2．2 旋钮的抗干扰处理

　　与档位开关一样，旋钮转动一周会有若干停顿点。停顿点较少的旋钮[2][4]在停止转动时1、2脚总会处于一个稳定的低电平。而停顿点较多的旋钮在停止转动时则电平状态不定，1、2脚有可能处于高电平也可能处于低电平（如图1），所以不可用与之类似的任何检测电平状态的方法来判断旋钮的转动。

　　用示波器分析波形后得知，不管1、2脚最终状态如何，只要转动旋钮就会有电平变化，从高到低，或从低到高，所以选用动态的边沿扫描。除了在刚上电的时候需要扫描获得每个旋钮的初始状态，每过一段时间都要定时扫描旋钮状态，一旦有电平变化（上升沿/下降沿），就认为是一次有效的转动。定时的时间确定为1ms[5]，因为即使很快转动旋钮的情况下，每次脉冲高电平宽度一般都有十几到几十毫秒。在设计时可用1个字的位向量pre_knob和cur_knob分别保存最近的两次扫描结果，每位对应一个旋钮。低电平时相应位置1，高电平置0，用下降沿判断（即10时）认为对应位的旋钮有转动。

　　2．3 旋钮转动量的计算

　　旋钮转动量的计算方法也是本文讨论的一个重点。旋钮转动的时候，可以转动一个停顿点就发一次，但会增加通信量和主机的处理负担，而且单片机的任务非常单一，即检测前面板的动作，资源利用也不多，因此可以用单片机计算出旋钮转动量后一起发送给主机。

　　方法是：给每个旋钮配置1个字节的发送缓冲保存转动量。每当旋钮转动一个停顿点，单片机就检测发送缓冲是否为空，不为空则将缓冲中的转动量加1，若为空则发送旋钮编号给主机，等待主机响应，此时旋钮继续转动，转动量不断增加，主机响应后再将发送缓冲里的转动量发送给主机，发送完成后清空缓冲。

　　3 结论

　　完成硬件和软件设计之后，仿真调试，烧录单片机，将电路板与PC机连接，操作电路板上的按钮和旋钮，结果表明按钮和旋钮识别及时准确，完全符合实时操作的要求。并已应用于课题组的数字存储大功率半导体管特性曲线图示仪中。

　　本文采用的面板设计具有成本低、周期短、可扩展、设计灵活、安全可靠等优点。可以根据实际需要增加功能按键，而不需要重做软件设计。可以为相关领域研究人员提供一种可供参考的面板设计方法。