使用電位計(jì)替代旋轉(zhuǎn)開關(guān)
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盡管僅需執(zhí)行少量指令即可將電位計(jì)設(shè)定值數(shù)字化，使其表現(xiàn)得像開關(guān)一樣，但一個(gè)急需解決的問題是，在電氣噪聲或機(jī)械噪聲的影響下，在某一個(gè)值和下一個(gè)值之間的切換閾值處，數(shù)值會(huì)不穩(wěn)定。該問題的解決方法是為每次轉(zhuǎn)換引入上、下兩個(gè)遲滯閾值，這樣一來，電位計(jì)就需要在另一個(gè)開關(guān)狀態(tài)有效前越過閾值。針對(duì)每次更新的開關(guān)狀態(tài)，都會(huì)有新的一對(duì)閾值替換之前的閾值。如此，遲滯效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)間的完全切換。
圖1：替代多擲開關(guān)。
這一方法具有下述諸多優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)味丝谝_對(duì)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的多端口引腳、成本低、更易獲得且可實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)切換。該方法的不足之處在于會(huì)失去制動(dòng)感。設(shè)定點(diǎn)的另一特性是其可設(shè)置在任一位置，例如用以補(bǔ)償電位計(jì)在響應(yīng)過程中出現(xiàn)的非線性變化。
遲滯通常稍高于會(huì)導(dǎo)致不期望切換的任何噪聲。建議在電位計(jì)觸點(diǎn)與地之間設(shè)置一個(gè)電容器，以濾除觸點(diǎn)噪聲(圖1)。
圖2列出了算法。一旦用ADC對(duì)電位計(jì)設(shè)定值進(jìn)行了數(shù)字化操作，該數(shù)值就將與下閾值比較，若低于下閾值，開關(guān)狀態(tài)會(huì)逐漸降低并限制至零。若電位計(jì)設(shè)定值高于上閾值，開關(guān)狀態(tài)會(huì)逐漸增大并限制至最大值。若開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化，則上、下閾值會(huì)進(jìn)行更新，并終止子程序。
圖2：流程圖。
為確保該遲滯算法起作用，必須定期讀取電位計(jì)設(shè)定值，并與上一次開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行比較。這樣做旨在將從不同狀態(tài)跨過閾值或處于相同值的電位計(jì)設(shè)定值與相同狀態(tài)區(qū)分開。
此處還需要計(jì)算出采樣率的最小值，可由電位計(jì)旋轉(zhuǎn)率最大值除以開關(guān)狀態(tài)數(shù)得到。例如，假設(shè)單匝電位計(jì)旋鈕在0.25s內(nèi)完整旋轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)假定有七種狀態(tài)，那么最低掃描率為28Hz。若電位計(jì)數(shù)值采樣周期低于最小值，即使切換方向正確，計(jì)算得出的開關(guān)狀態(tài)也可能不正確。倘若未以較快的速率持續(xù)改變電位計(jì)設(shè)定值，則隨后的采樣會(huì)對(duì)切換狀態(tài)進(jìn)行校正。
評(píng)論