智能光電旋鈕的軟件主要是設計 8031單片機系統(tǒng)的定時器中斷，判別遮光片的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速率。設計難點在于旋轉(zhuǎn)方向識別。

旋轉(zhuǎn)方向識別原理

將兩對光電收發(fā)器的接收部分近似為A、B兩個點，當遮光片旋轉(zhuǎn)時，如圖4所示。

圖中，設A、B兩點間距為“e”，遮光片的遮光區(qū)長度為“d”。旋鈕制作時使遮光片的遮光區(qū)長度和非遮光區(qū)長度相等，且“d”大于“e”。遮光片旋轉(zhuǎn)時，其運動圖像可近似為周期性占空比為1：1的矩形脈沖（凸部代表遮光區(qū)，凹部代表透光區(qū)）。這樣，當遮光片向箭頭方向移動時，必然循環(huán)處于：A、B被完全遮蔽；A 未遮蔽而B被遮蔽兩種狀態(tài)。當遮光片反向移動時，則循環(huán)處于：A、B被完全遮蔽；B未遮蔽而A被遮蔽兩種狀態(tài)。

光電收發(fā)器收端處于遮蔽狀態(tài)時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平，反之，則輸出低電平。所以，單片機只需定時采集輸入的電平，將“檢測到A、B被完全遮蔽”作為判決起始點，然后根據(jù)是否緊接著出現(xiàn)“A 未遮蔽而B被遮蔽”或“B 未遮蔽而A被遮蔽”這兩種狀態(tài)來判斷其旋轉(zhuǎn)方向。

旋轉(zhuǎn)速率識別原理

旋轉(zhuǎn)速率的識別實質(zhì)上是識別“A、B完全遮蔽”和“A、B之一未遮蔽”這兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的頻率。同樣，如果將“A、B被完全遮蔽”作為判決起始點，然后根據(jù)是否緊接著出現(xiàn)“A 未遮蔽而B被遮蔽”或“B 未遮蔽而A被遮蔽”這兩種狀態(tài)之一，無論哪種狀態(tài)一出現(xiàn)，都在脈沖輸出端產(chǎn)生一脈沖信號。同時，對產(chǎn)生的脈沖信號記數(shù)，脈沖的總個數(shù)除以脈沖記數(shù)的時間，就能得到旋轉(zhuǎn)速率。