光电编码器的工作原理和应用电路.docx
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1、光电编码器的工作原理和应用电路1光电编码器的工作原理光电编码器(Optical Encoder)俗称单键飞梭 其外观似乎一个电位器,因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮,许多设施(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。3电源+5 V输出A输出B按键GND光电编码器的内部电路
2、顺时针旋转位置光电编码器的输出波形当顺时针旋转时,光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期;反之,A相见比B相滞后半个周期。通过检测A、B两相的相位就可以推断旋钮是顺时针还是逆时针旋转,通过纪录A或B相变化的次数,就可以得出旋钮旋转的次数,通过检测2、3脚是否接通就可以推断旋钮是否按下。其具体的鉴相规章如下:1. A为提升沿,B=0时,旋钮右旋;2. B为提升沿,A=l时,旋钮右旋;3. A为下降沿,B=l时,旋钮右旋;4. B为下降沿,A=O时,旋钮右旋;5. B为提升沿,A=0时,旋钮左旋;6. A为提升沿,B=l时,旋钮左旋;7. B为下降沿,A=l时,旋钮左旋;8. A为下降沿,B=0
3、时,旋钮左旋。通过上述方法,可以很简洁地推断旋钮的旋转方向。在推断时添加适当的延时程序,以消退抖动干扰。2 WinCE供应的驱动模型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,是把设施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。本地设施驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设施,诸如键盘、触摸屏、音频等设施。另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。它是一般类型的设施驱动程序。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可以通过文件系统访问这些驱
4、动程序。本文争论的光电编码器就属于流接口设施。2. 1流设施驱动加载过程WinCE. NET系统运行时会启动负责流驱动的加载进程DEVICE. exeo DEVICE, exe进程对驱动的加载是通过装载注册表列举器(RegEnum. dll)实现的。在WinCE. NET中,全部设施的资源信息都由OAL负责纪录在系统注册表中,RegEnum. dll 一个一个扫描注册表项 HEKY_LOCAL_MACHINE Driver Builtin下的子键,发觉新设施就依据每个表项的自容进行硬件设施初始化。2. 2中断与中断处理假如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CreateEven
5、t函数建立一个大事,调用Inteuptlnitialize函数将该大事与中断标识绑定。然后驱动程序中的1ST就可以使用WaitForSingeObject函数来等待中断的发生。在一个硬件中断发生之后,操作系统进入特别处理程序,特别处理程序调用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大事,并唤醒等待相应大事的线程(IST),然后1ST进行中断处理。处理完成之后,1ST需要调用InterruptDone函数来告知操作系统中断处理结束,操作系统再次调用OAL中的OEMInterruptDone函数,最终完成中
6、断的处理。图3为WinCE. NET中断处理的流程框图。C中断开始二)操作系统进入异常处理程序异常处理程序调用OAL层的OEMInterruptHandler| OEMInterruptHandler返回中 断 号给操作系统|系统根据中断号找到对应事件,唤醒对应事件的IS71ST进行中断处理ST调用InterruptDog通知操作系统中断处理结束|系统调用OEMterruptDone完成中断处理C 中断返回3 WinCE.NET中断处理流程框3光电编码器驱动程序的设计3. 1光电编码器与S3C2410的硬件接口光电编码器与S3C24IO的接口电路如图4所示。光电编码器的A、B相为集电极开路输出
7、,由于S3C2410的I/O 口电平为3.3 V,所以将其通过电阻上拉到3. 3V后再分别接到CPU的EINT0和EINT1上;将P1直接接到3. 3V,P2通过电阻下拉到GND。当旋钮按下时,P2 口输出为高电平,否则输出为低电平。工作状态下,将EINTO、EINT1配置成提升沿和下降沿均触发的外部中断,将EINT2配置成提升沿触发的中断,旋钮按下时EINT2引脚产生提升沿触发中断。3.2外部中断初始化及中断服务程序的编写首先必需完成CPU的I / O 口和中断的初始化工作,然后再编写中断处理程序。具体分为4个步骤:1 .初始化I/O 口。在Portnit()函数中,将EINT0和EINT1
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