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基于FPGA的旋钮编码器的辨向状态机设计与实现

作者:常志恒,肖铁军时间:2012-02-13来源:电子产品世界收藏

  引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/128900.htm

  旋钮是一种非常常用的器件,多用于设备或仪器的面板来进行参数的调节。由于旋钮本身的机械特性,在旋转的过程中产生的波形信号会有噪声存在,这些不确定的噪声会影响到对旋钮旋转方向的判断,也会导致转动次数不准确的情况。常用的消除机械噪声的方法有硬件方法和软件方法。硬件方法一般包括RC滤波方法和RS双稳态触发器方法,这两种方法实时性较好,但需要较多的附加电路。软件方法一般都采用延迟法,虽然这种方法可以节省硬件电路,但实时性不好。本文介绍了一种的方法来消除噪声,即不需要太多的附加电路又能保证较好实时性。FPGA的集成度很高,可完成极其复杂的时序和组合逻辑电路功能,适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。

  旋钮

  旋钮是在旋柄连接到中心的凸轮上同时操作两个开关,并且开关连接有上拉电阻,当旋钮向某一个方向转动时总有一个开关先于另一个开关先断开,两个开关上产生两个有相位差的信号。当旋钮处在稳定位置的时候,A和B两个开关都是闭合的,此时A和B都为低电平。旋钮的基本结构如图1所示。

  辨向的电路设计与实现

  由于旋钮转动时A和B断开有一定的时间差,所以A和B开关的波形会有相应的相位差。旋钮左旋时开关B先断开,此时B的电平为高电平,即B先产生一个上升沿,随后A的上升沿到来。旋钮右旋时A和B的波形上升沿的先后顺序与左旋相反。旋钮左旋和右旋时A和B的波形如图2所示。



关键词: 状态机 编码器

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