“單鍵飛梭”作為一種用戶輸入方法，其輸入方式靈活可靠，特別適合應用在嵌入式儀器設備和手持式設備上。本文利用CPLD鑒相控制模擬開關, 模擬手動按鍵得到統一的PS/2碼，從而簡化軟件設計，提高了用戶輸入效率。
1 光電Trim knob的工作原理

光電Trim knob又稱為光電編碼器(optical encoder)，其中以Bourns公司和Greyhill公司的產品用得最廣泛。本文就以Bourns公司的ENC產品為例，介紹其工作原理。

如圖1所示，Trimknob有兩個發光二極管及兩個光敏三極管，中間是可自由轉動的遮光板。當旋轉Trimknob時，兩個光敏三極管會被遮光板有次序地遮擋而產生圖2所示的波形。

如果是順時針從位置#1旋轉到位置#2，通道A會比通道B相位超前半個周期；反之如果是逆時針從位置#3旋轉到位置#1, 通道B會比通道A相位超前半個周期。通過檢測通道A和通道B的相位就能判斷是順時針還是逆時針轉動。通過記錄檢測通道A和通道B波形變化的次數就能得到轉動位置變化數目。

2 Holtek HT82K628A簡介

　　HT82K628A是***Holtek公司為IBM PC/AT及兼容機設計生產的專用鍵盤掃描控制芯片，支持101/102/104/109個鍵, PS/2接口。引腳定義如圖3所示。行線R0~R15為鍵盤矩陣的掃描輸出，列線C0~C7為鍵盤矩陣的掃描輸入。

表1列舉了幾個行列線對應的鍵值，關于此芯片的更詳細的應用，請見參考文獻。

3 設計原理

通過一個鑒相電路，輸入為通道A、B，輸出為CW、 CCW。CW、CCW控制模擬開關SW1、SW2。SW1的數據端分別連接在C6和R7上，從表1可以看出C6、R7對應F8鍵。順時針轉動一個位置，CW 輸出一個脈沖，模擬開關SW1接通。從鍵盤掃描控制芯片HT82K628A角度看，效果和按下“F8”一樣，如圖4。

4 實 現

4.1 鑒相器的實現

　　由于本系統其它邏輯部分電路用到Xilinx公司的CPLD XCR3032XL，所以我們把鑒相器電路也做在此CPLD中。其中定義CW、CCW為輸出引腳，Ch_A、Ch_B為輸入引腳。狀態機變化邏輯如下:
State_diagram Qstate
State St0: CW = 0;
CCW = 0;
if (!Ch_A&Ch_B) then St1
else if (Ch_A&!Ch_B) then St4
else St0;
State St1: CW=1;
CCW=0;
if (Ch_A&Ch_B) then St2
else St1;
State St2: CW=1;
CCW=0;
if (Ch_A&!Ch_B) then St3
else St2;
State St3: CW=1;
CCW=0;
if (!Ch_A&!Ch_B) then St0
else St3;
State St4: CW=0;
CCW=1;
if (Ch_A&Ch_B) then St5
else St4;
State St5: CW=0;
CCW=1;
if (!Ch_A&Ch_B) then St6
else St5;
State St6: CW=0;
CCW=1;
if (!Ch_A&!Ch_B) then St0
else St6;

4.2 模擬開關的實現

　　一般手動按下一個鍵的開關時間是20ms，所以設計中在CW、CCW輸出端加了一個單穩電路作為時延，單穩電路的輸出作為模擬開關MC74HC4066的控制。電路設計如圖5所示。

當鑒相器產生一個CW脈沖，U1就會觸發產生一個20ms寬的脈沖，將U2的引腳1和2接通。從表1可以查出行列線C6、R7 對應著鍵F8, 于是從HT82K628A的PS/2輸出口可以得到F8的PS/2碼。

5 結 論
　　該電路已經運用到實際應用中，收到很好的效果。讀者可以根據這種思路, 采用輸入解碼控制模擬開關，合并到鍵盤矩陣掃描，得到統一的PS/2碼，從而簡化軟件設計， 設計出更多更方便的用戶輸入方法

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