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光电旋转编码器的原理及应用方法

发布时间:2024-04-14 08:18:39作者:产品中心

  。然而,由于嵌入式计算机的专用性,系统的硬件、软件结构千差万别,其输入设备也不再像通用计算机那样单一。嵌入式计算机的输入没备一般有鼠标、键盘、触摸屏、按钮、旋钮等,而(俗称“单键飞梭”)作为一种输入设备,由于其具有输入灵活,简单可靠等特点,因此很适合在嵌入式仪器和手持式设备上,总系统可以只用一个键作为输入。触摸屏由于其方便灵活、节约空间、界面直观等特点也备受青睐,但存在寿命短,长时间使用易产生误差等缺点。如果用辅助触摸屏作为输入设备,必将大大增强系统的可靠性,使得人机接口更加人性化。但由于光电编码器并不是WinCE的标准输入设备,因此其驱动程序在嵌入式操作系统Windows CE Platform Builder中并未给出。本文以三星公司S3C2410(ARM9芯片)为CPU的嵌入式系统开发板为平台,详细阐述了嵌入式操作系统WinCE下光电编码器驱动程序的设计

  光电编码器(OptICal Encoder)俗称“单键飞梭”,其外观好像一个电位器,因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮,很多设备(如显示器、示波器等)用它作为人机交互接口。下面以美国Greyhill公司生产的光电编码器为例,介绍其工作原理及使用方法。光电编码器的内部电路如图1所示,其内部有1个发光二极管和2个光敏三极管。当左右旋转旋钮时,中间的遮光板会随旋钮一起转动,光敏三极管就会被遮光板有次序地遮挡,A、B相就会输出图2所示的波形;当按下旋钮时,2、3两脚接通,其用法同一般按键。

  当顺时针旋转时,光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期;反之,A相会比B相滞后半个周期。通过检验测试A、B两相的相位就能判断旋钮是顺时针还是逆时针旋转,通过记录A或B相变化的次数,就能得出旋钮旋转的次数,通过检验测试2、3脚是否接通就能判断旋钮是否按下。其具体的鉴相规则如下:

  通过上述方法,可以很简单地判断旋钮的旋转方向。在判断时添加适当的延时程序,以消除抖动干扰。

  WinCE操作系统支持两种类型的驱动程序。一种为本地驱动程序,是把设备驱动程序作为独立的任务实现的,直接在顶层任务中实现硬件操作,因此都有明确和专一的目的。本地设备驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设备,诸如键盘、触摸屏、音频等设备。另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。它是一般类型的设备驱动程序。流接口驱动程序的形式为用户一级的动态链接库(DLL)文件,用来实现一组固定的函数称为“流接口函数”,这些流接口函数使得应用程序能通过文件系统访问这些驱动程序。本文讨论的光电编码器就属于流接口设备。

  如果一个驱动程序要处理一个中断,那么驱动程序需要首先使用CreateEvent函数建立一个事件,调用InterruptInitialize函数将该事件与中断标识绑定。然后驱动程序中的IST就能够正常的使用WaitForSingeObject函数来等待中断的发生。在一个硬件中断发生之后,操作系统进入异常处理程序,异常处理程序调用OAL的OEMInterruptHandler函数,该函数检测硬件并将中断标识返回给系统;系统得到该中断标识便会找到该中断标识对应的事件,并唤醒等待相应事件的线程(IST),然后IST进行中断处理。处理完成之后,IST需要调用InterruptDone函数来告诉操作系统中断处理结束,操作系统再次调用OAL中的OEMInterruptDone函数,最后完成中断的处理。图3为WinCE.NET中断处理的流程框图。