引言

　　近年來，嵌入式技術發(fā)展迅速，嵌入式系統(tǒng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應用。然而，由于嵌入式計算機的專用性，系統(tǒng)的硬件、軟件結構千差萬別，其輸入設備也不再像通用計算機那樣單一。

　　嵌入式計算機的輸入設備一般有鼠標、鍵盤、觸摸屏、按鈕、旋鈕等，而光電編碼器（俗稱“單鍵飛梭”）作為一種輸入設備，由于其具有輸入靈活，簡單可靠等特點，因此特別適合應用在嵌入式儀器和手持式設備上，整個系統(tǒng)可以只用一個鍵作為輸入。觸摸屏由于其方便靈活、節(jié)省空間、界面直觀等特點也備受青睞，但存在壽命短，長時間使用容易產生誤差等缺點。如果用光電編碼器輔助觸摸屏作為輸入設備，必將大大增強系統(tǒng)的可靠性，使得人機接口更加人性化。但由于光電編碼器并不是wince的標準輸入設備，因此其驅動程序在嵌入式操作系統(tǒng)windows ce platform builder中并未給出。本文以三星公司s3c2410（arm9芯片）為cpu的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板為平臺，詳細闡述了嵌入式操作系統(tǒng)wince下光電編碼器驅動程序的設計方法，以供同行參考。

　　1 光電編碼器的工作原理

　　光電編碼器（optical encoder）俗稱“單鍵飛梭”，其外觀好像一個電位器，因其外部有一個可以左右旋轉同時又可按下的旋鈕，很多設備（如顯示器、示波器等）用它作為人機交互接口。下面以美國greyhill公司生產的光電編碼器為例，介紹其工作原理及使用方法。光電編碼器的內部電路如圖1所示，其內部有1個發(fā)光二極管和 2個光敏三極管。當左右旋轉旋鈕時，中間的遮光板會隨旋鈕一起轉動，光敏三極管就會被遮光板有次序地遮擋，a、b相就會輸出圖2所示的波形；當按下旋鈕時，2、3兩腳接通，其用法同一般按鍵。
　　　　　　　　　

　　當順時針旋轉時，光電編碼器的a相相位會比b相超前半個周期；反之，a相會比b相滯后半個周期。通過檢測a、b兩相的相位就可以判斷旋鈕是順時針還是逆時針旋轉，通過記錄a或b相變化的次數(shù)，就可以得出旋鈕旋轉的次數(shù)，通過檢測2、3腳是否接通就可以判斷旋鈕是否按下。其具體的鑒相規(guī)則如下：

　�、� a為上升沿，b＝0時，旋鈕右旋；
　�、� b為上升沿，a＝1時，旋鈕右旋；
　�、� a為下降沿，b＝1時，旋鈕右旋；
　�、� b為下降沿，a＝0時，旋鈕右旋；
　�、� b為上升沿，a＝0時，旋鈕左旋；
　�、� a為上升沿，b＝1時，旋鈕左旋；
　�、� b為下降沿，a＝1時，旋鈕左旋；
　�、� a為下降沿，b＝0時，旋鈕左旋。

　　通過上述方法，可以很簡單地判斷旋鈕的旋轉方向。在判斷時添加適當?shù)难訒r程序，以消除抖動干擾。

　　2 wince提供的驅動模型

　　wince操作系統(tǒng)支持兩種類型的驅動程序。一種為本地驅動程序，是把設備驅動程序作為獨立的任務實現(xiàn)的，直接在頂層任務中實現(xiàn)硬件操作，因此都有明確和專一的目的。本地設備驅動程序適合于那些集成到windows ce平臺的設備，諸如鍵盤、觸摸屏、音頻等設備。另一種是具有定制接口的流接口驅動程序。它是一般類型的設備驅動程序。流接口驅動程序的形式為用戶一級的動態(tài)鏈接庫（dll）文件，用來實現(xiàn)一組固定的函數(shù)稱為“流接口函數(shù)”，這些流接口函數(shù)使得應用程序可以通過文件系統(tǒng)訪問這些驅動程序。本文討論的光電編碼器就屬于流接口設備。

　　2.1 流設備驅動加載過程

　　wince.net系統(tǒng)運行時會啟動負責流驅動的加載進程device.exe。device.exe進程對驅動的加載是通過裝載注冊表列舉器（regenum.dll）實現(xiàn)的。在wince.net中，所有設備的資源信息都由oal負責記錄在系統(tǒng)注冊表中，regenum.dll一個一個掃描注冊表項heky_local_machine\driver\builtin下的子鍵，發(fā)現(xiàn)新設備就根據(jù)每個表項的內容進行硬件設備初始化。

　　2.2 中斷與中斷處理

　　如果一個驅動程序要處理一個中斷，那么驅動程序需要首先使用createevent函數(shù)建立一個事件，調用 interruptinitialize函數(shù)將該事件與中斷標識綁定。然后驅動程序中的ist就可以使用waitforsingleobject函數(shù)來等待中斷的發(fā)生。在一個硬件中斷發(fā)生之后，操作系統(tǒng)進入異常處理程序，異常處理程序調用oal的oeminterrupthandler函數(shù)，該函數(shù)檢測硬件并將中斷標識返回給系統(tǒng)；系統(tǒng)得到該中斷標識便會找到該中斷標識對應的事件，并喚醒等待相應事件的線程(ist)，然后ist進行中斷處理。處理完成之后，ist需要調用interruptdone函數(shù)來告訴操作系統(tǒng)中斷處理結束，操作系統(tǒng)再次調用oal中的oeminterruptdone函數(shù)，最后完成中斷的處理。

　　3 光電編碼器驅動程序的設計

　　3.1 光電編碼器與s3c2410的硬件接口

　　光電編碼器與s3c2410的接口電路如圖4所示。光電編碼器的a、b相為集電極開路輸出，由于s3c2410的i/o口電平為3.3 v，所以將其通過電阻上拉到3.3 v后再分別接到cpu的ei