使用带有 AVR 微控制器的旋转编码器

Question

我无法让旋转编码器与 AVR 微控制器正常工作。 编码器是机械ALPS编码器，并且我'我使用 Atmega168。

澄清

我曾尝试使用外部中断来监听引脚，但似乎速度太慢。 当引脚 A 变高时，中断程序启动，然后检查引脚 B 是否为高电平。 这个想法是，如果引脚 B 在引脚 A 变高时也处于高电平，那么它就会逆时针旋转。 如果引脚 B 为低电平，则它顺时针旋转。 但似乎 AVR 检查引脚 B 的时间太长，所以它总是读为高。

我还尝试创建一个程序，该程序会一直阻塞，直到引脚 B 或引脚 A 发生变化。 但可能是编码器旋转时噪音太大，因为这也不起作用。 我的最后一次尝试是使用一个计时器，将最后 8 个值存储在缓冲区中，并检查它是否从低到高。 这也不起作用。

我尝试过确定编码器的范围，从第一个 Pin 更改到其他 Pin 更改似乎需要 2 到 4 毫秒。

Answer 1

我有一个关于旋转编码器以及如何使用它们的网页，其中你可能会发现有用。

不幸的是，如果没有更多信息，我无法解决您的特定问题。

哪些微控制器引脚连接到编码器，您当前用于解码脉冲的代码是什么？

好吧，您正在处理一些不同的问题，第一个问题是这是一个机械编码器，因此您必须处理开关噪音（弹跳、颤振）。 数据表表明部件可能需要长达 3 毫秒的时间才能停止弹跳，并且创建错误的输出。

您需要创建一个去抖例程。 其中最简单的是不断检查 A 是否变高。 如果是，则启动计时器并在 3 毫秒后再次检查。 如果它仍然很高，那么您可以检查 B - 如果它不高，那么您忽略杂散脉冲并继续寻找 A 高点。 当您检查 B 时，您会查看它，启动 3 毫秒的计时器，然后再次查看 B。 如果两次都相同，那么您可以使用该值 - 如果它在 3 毫秒内发生变化，那么您必须再次执行此操作（读取 B，等待 3 毫秒，然后再次读取它并查看是否匹配）。

atmega 的速度足够快，您不必担心这些检查速度缓慢，除非您的时钟速度也很慢。

一旦处理了机械噪音，您就需要查看正确的格雷码例程 - 您所遵循的算法将无法工作，除非您在 B 变低时 A 为高时也递减。 通常，人们存储两个输入的最后一个值，然后将其与两个输入的新值进行比较，并使用一个小函数基于该值进行递增或递减。 （查看我上面提到的表格网站上的“高分辨率阅读”标题）。 我将两个读数组合成一个四位数字，并使用一个简单的数组来告诉我是递增还是递减计数器，但有一些更先进的解决方案，并针对代码大小、速度或代码维护的简易性进行了优化。

Answer 2

/* into 0 service rutine */
if(CHB)
{
  if(flagB)
   Count++;
  FlagB=0;
}
else
{
  if(FlagB)
   count--:
  FlagB=0:
}

/* into 1 service rutine */
FlagB=1;

/* make this give to you a windows time of 1/4 of T of the encoder resolution
   that is in angle term: 360/ (4*resolution)
 */

Answer 3

速度应该不是问题。 大多数机械开关都需要防抖例程。 如果你想用中断来做到这一点，请在中断触发时关闭它，启动一个计时器，在几毫秒后将其重新打开。 将使您的程序保持无轮询>:)

Answer 4

您究竟遇到了什么问题？ 我假设您已经能够按照您提供的 Farnell 页面上链接的技术规格将编码器的引脚连接到您的 PIC，那么读取数据有问题吗？ 您没有从编码器获取任何数据吗？ 您不知道如何解释您返回的数据吗？

Answer 5

添加模拟低通滤波器可以极大地改善信号。 有了低通滤波器，AVR 上的代码就非常简单了。

       _________
        |         |
        | Encoder |
        |_________|
          |  |  |
          |  |  |
     100n |  O  | 100n  
 GND O-||-+ GND +-||-O GND
          |     | 
          \     /
      3K3 /     \ 3K3
          \     /
          |     |    
VCC O-/\/-+     +-\/\-O VCC
     15K  |     |  15K
          |     |
          O     O
          A     B

啊，ASCII 艺术的奇迹:p

这是 AVR 上的程序。 将 A 和 B 连接到 avr 上的输入 PORTB：

#include <avr/io.h>

#define PIN_A (PINB&1)
#define PIN_B ((PINB>>1)&1)

int main(void){
    uint8_t st0 = 0;
    uint8_t st1 = 0;
    uint8_t dir = 0;
    uint8_t temp = 0;
    uint8_t counter = 0;
    DDRD = 0xFF;
    DDRB = 0;
    while(1){   
    if(dir == 0){
        if(PIN_A & (!PIN_B)){
            dir = 2;
        }else if(PIN_B & (!PIN_A)){
            dir = 4;
        }else{
            dir = 0;
        }
    }else if(dir == 2){
        if(PIN_A & (!PIN_B)){
            dir = 2;
        }else if((!PIN_A) & (!PIN_B)){
            counter--;
            dir = 0;
        }else{
            dir = 0;
        }
    }else if(dir == 4){
        if(PIN_B & (!PIN_A)){
            dir = 4;
        }else if((!PIN_A) & (!PIN_B)){
            counter++;
            dir = 0;
        }else{
            dir = 0;
        }
    }else if(PIN_B & PIN_A){
        dir = 0;
    }
        PORTD = ~counter;
    }
    return 0;
}

除非您非常快地旋转编码器，否则此代码将有效。 然后它可能会错过一两步，但这并不重要，因为使用编码器的人不会知道他们已经转动了多少步。