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旋转编码器解码的工作原理与应用源码
作者:tamson给他留言 [转载] 字体:
发表于:
2009-10-16 12:39:15

旋转编码器的信号输出有A相,B相,Z相,其中Z为零脉冲,计数模块中不使用。计数模块使用A,B来进行计数。编码器结构以及计数原理如下: 
结构:玻璃码盘,上排为A,下排为B,灰色的不透光,白色的透光。 
编码器转动后经过码盘和光电二极管的作用可以得到如下的波形: 
图1
上图为编码器的工作原理,图中A相超前B相90度,如果转动方向相反,则A相滞后B相90度。B_A为B&A的组合,若A相超前B相90度设定为正向旋转,则编码器正向转动一个码的距离,B_A变化过程为01-11-10-00。 
根据这个原理计数模块根据B_A变化过程来计数: 
若当前B_A为00状态,下一个状态为01则计数器加1。 
若当前B_A为00状态,下一个状态为10则计数器减1。 
其余状态不符合编码器的工作原理,计数器的值不变。 
此时计数器的结果是编码器实际移动一个码距离的4倍。由于编码器加工精度的原因,这个结果与实际的位置相比,不是非常准确。 
通常的增量式光电编码器产生的周期性的方波信号理论的占空比是1:1,即50%。但是由于码盘加工精度,安装精度等原因的影响,在编码器匀速转动时产生信号的占空比不是1:1,是40%-60%,即信号占空比的误差是10%。 
但是其信号的周期误差,即高电平与低电平时间总和的误差比较小,为1%。所以通常用编码器信号测量速度应该测量信号的整个周期来计算,这样测量的误差才较小。 
只有把计数结果右移两位(除以4),得到的结果才是准确的编码器移动一个码的距离。 深圳单片机交流网www.mcujl.com

*旋转编码器解码程序
PC4,PC5为左右输入,内部上拉,公共脚接地。
1ms调用一次

//修改:

*/

#define Knob_In_PIN PINC
#define Knob_In_PORT PORTC
#define Knob_In_DDR DDRC

#define Knob_In_L PC4
#define Knob_In_R PC5

//输出结果:0不动作;1左转一格;2右转一格。
enum direct {STOP,LEFT,RIGHT}D_OUT;

const uint8_t direct_left[5] PROGMEM ={3,2,0,1,3};
const uint8_t direct_right[5] PROGMEM ={3,1,0,2,3};

//初始化。
void Knob_Init(void)
{
Knob_In_DDR &= ~((1<<Knob_In_L)|(1<<Knob_In_R)); //输入
Knob_In_PORT |=(1<<Knob_In_L)|(1<<Knob_In_R); //上拉
}

//编码器解码 
void knob_scan(void) 

   static uint8_t knob_ary[3];
   static uint8_t knob_count=0; 
  
   uint8_t knob_value; 
   uint8_t update=0;
   uint8_t i;
   
   knob_value = Knob_In_PIN&((1<<Knob_In_L)|(1<<Knob_In_R)); //取端口C管脚信号 
   knob_value =knob_value>>4;
   
   if(knob_value==knob_ary[0])
   {
++knob_count;
if(knob_count==1)
{
knob_ary[2]=knob_ary[1];
knob_ary[1]=knob_ary[0];
update=1;
}
if(knob_count==0xff) //停留,不转动。
{
knob_count=2;
}
}
else
{
knob_ary[0]=knob_value;
knob_count=0;
}
//如果转动产生新数据,判断方向。
//左转为 11 10 00 01 11  3 2 0 1 3
//右转为 11 01 00 10 11  3 1 0 2 3
if(update)
{
update=0;

for(i=0;i<4;i++)
{
if((knob_ary[2]==pgm_read_byte(direct_left+i))
&&(knob_ary[1]==pgm_read_byte(direct_left+i+1)))
{
D_OUT=LEFT;
}
else if((knob_ary[2]==pgm_read_byte(direct_right+i))
&&(knob_ary[1]==pgm_read_byte(direct_right+i+1)))
{
D_OUT=RIGHT;
}
else D_OUT=STOP;
}
}


(本文引自www.mcujl.com/article.asp?conID=467)


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