引言：

　　许多仪器的前面板通常是由诸多的旋钮、按键组成的混合界面。传统的仪器前面板上通常有两种旋钮，一种是电位器，用于调节连续变化的量；另一种是档位开关，用于调节间隔变化的量。它们嵌入在测量电路中，可以直接改变仪器的参数和设置。而在现代智能仪器[1]中，这两类调节均可以通过数字旋钮由微控制器将用户操作的变化量反馈给仪器的主处理器，再由主处理器改变仪器的参数和设置。所以，智能仪器上的数字旋钮和传统仪器上的旋钮在原理和处理方法上有很大不同。为了节省成本，面板处理往往采用体积小、性价比高的单片机（MCU）。运用单片机不但经济灵活，并可充分利用MCU逻辑处理的优势，大大简化外围连线，对旋钮按键混合控制系统[2]的处理尤为突出。

　　设计采用LPC900系列的P89LPC922FLASH单片机来实现软件处理。P89LPC922采用高性能的处理器结构，6倍于标准80C51器件的速率，并自带波特率发生器。充分考虑单片机的资源和处理速度，分模块设计——按钮电路，旋钮电路，串口电路，扫描电路。用protel完成电路原理图，制作电路板，在KeilC环境下编写软件。软件和硬件相结合，协同实现整个面板。

　　1 硬件设计及原理

　　1．1 旋钮电路设计

　　1．1．1 数字旋钮的工作原理

　　本设计选用常见的编码器EC16系列作为数字旋钮，如图1。4、5脚供固定之用，3脚接VCC（+5V），1、2脚在转动时输出连续脉冲。这种旋钮只有两种操作，即正旋和反旋。通过示波器可以观察到如图所示的旋钮转动时1、2脚的波形。

　　每次转动1、2脚都会产生脉冲信号，正旋时1脚先变高，反旋时2脚先变高。也就是说，正旋和反旋输出信号的相位不同，只要检测出相位，就可以识别正旋和反旋。

　　1．1．2鉴相电路设计

　　本文设计的鉴相电路见图2，附箭头所指数字标号对应的波形（以正旋为例）。旋钮的1、2脚分别与D触发器的D端和CLK端连接，根据上面所述旋钮的工作原理，正旋时1脚（D）先变高，2脚（CLK）上升沿时Q端输出1，反旋转时输出0， 端则相反。因此根据Q、 输出为10还是01就可以判断出转动方向。但是，如果继续正旋，Q、 将维持现状（图2中的④③），因此还必须检测脉冲个数来反映转动量。这时不用考虑1、2脚的相位，可将2个信号相与产生新的信号（图2中的⑤），可利用该信号分别和Q、 相与即可分辨出每次旋钮的转动。

　　最后的输出为⑥和⑦，正旋时⑦线有脉冲，⑥线一直为低，反旋则两根线相反。至此完成了鉴相，下面要解决如何与单片机接口的问题。