嵌入式开发基础从启动例程到硬件之边沿检测和电平检测

概述

所谓电平,是指两功率或电压之比的对数,有时也可用来表示两电流之比的对数。电平的单位分贝用dB表示。常用的电平有功率电平和电压电平两类,它们各自又可分为绝对电平和相对电平两种。

所谓电平检测是指通过在系统总线的中断通知等,如果信号在一定电平以上或以下时,引起触发状态的一种方式。
当信号的电平在范围内时,保持等待触发状态。
相反,在信号的电平超过一定范围的情况下,将接通和断开切换的方式成为边沿检测。

所谓边沿检测是指通过在系统总线的中断通知等,当信号从某一状态变为不同状态时,在该变化的瞬间使开关接通或断开动作的结构。
对于动态对应接通或断开变化的边沿方式,对信号电平的状态(比基准高或低)进行反应而切换开关的结构被称为边沿检测。

嵌入式产品是具有响应从外部输入的信号机能的产品。信号分为模拟信号和数字信号,这里仅对数字信号进行说明。
这是与硬件开发者讨论时必须具备的知识。

数字信号波形所示的电平和边沿

数字电路在电压和时间轴上取数字电路的信号波形,如图7-1所示。在数字电路中,某个阈值(阈值)以上的电压为高(“H”)电平,
低于某个阈值的电压称为低(“L”)电平.检测每个电平称为电平感测。
将“L”电平设为“有效”的使用方法称为“**”L“”,将“H”电平设为“有效”的使用方法称为“**”H“”。例如,当变为“L”电平时,LED亮起,判定为按下了键时,LED和键输入是通过**“L”被连接。CMOS逻辑电路是**“L”被经常使用。其理由是,“L”时的输出比“H”时的输出大,这是因为在输入电路中附加上拉电阻(用于使标准电平为“H”的电阻)的话,只有在成为“L”时才会流过电流,从而实现节电等,优点很多。

软件技术人员没有必要特别意识到水平的检测方法。因为硬件判定水平,所以只需从端口输入作为判定结果的值。

传递导线的信号的状态发生变化,需要一定的时间。信号波形中信号的转换部分称为边沿,从“H”电平变为“L”电平的地方为下降边沿,将从“L”电平变为“H”电平的地方称为上升边沿。将该边沿作为某动作的导火索称为边沿触发。

边缘触发器的实现方法有2种。一种是使用输入端口,在软件中寻找从“H”到“L”,“从”L“到”H“的变化点的方法。由于这个方法是通过轮询来实现的,所以会出现命令执行部分的延迟。另一种是,这是一种在硬件中检测信号变化点作为中断信号的方法。

嵌入式开发基础从启动例程到硬件之边沿检测和电平检测
将某个阈值以上称为高(“H”)水平,将某个阈值以下称为低(“L”)水平。另外,将从“H”水平变为“L”水平时称为下降边沿,将从“L”水平变为“H”水平时称为上升边沿。