复智能光电旋钮的设计

智能光电旋钮的软件主要是设计 8031单片机系统的定时器中断，判别遮光片的旋转方向和旋转速率。设计难点在于旋转方向识别。

旋转方向识别原理

将两对光电收发器的接收部分近似为A、B两个点，当遮光片旋转时，如图4所示。

图中，设A、B两点间距为“e”，遮光片的遮光区长度为“d”。旋钮制作时使遮光片的遮光区长度和非遮光区长度相等，且“d”大于“e”。遮光片旋转时，其运动图像可近似为周期性占空比为1：1的矩形脉冲（凸部代表遮光区，凹部代表透光区）。这样，当遮光片向箭头方向移动时，必然循环处于：A、B被完全遮蔽；A 未遮蔽而B被遮蔽两种状态。当遮光片反向移动时，则循环处于：A、B被完全遮蔽；B未遮蔽而A被遮蔽两种状态。

光电收发器收端处于遮蔽状态时，单稳态触发器输出高电平，反之，则输出低电平。所以，单片机只需定时采集输入的电平，将“检测到A、B被完全遮蔽”作为判决起始点，然后根据是否紧接着出现“A 未遮蔽而B被遮蔽”或“B 未遮蔽而A被遮蔽”这两种状态来判断其旋转方向。

旋转速率识别原理

旋转速率的识别实质上是识别“A、B完全遮蔽”和“A、B之一未遮蔽”这两种状态转换的频率。同样，如果将“A、B被完全遮蔽”作为判决起始点，然后根据是否紧接着出现“A 未遮蔽而B被遮蔽”或“B 未遮蔽而A被遮蔽”这两种状态之一，无论哪种状态一出现，都在脉冲输出端产生一脉冲信号。同时，对产生的脉冲信号记数，脉冲的总个数除以脉冲记数的时间，就能得到旋转速率。