說明:
旋轉(zhuǎn)編碼器可通過旋轉(zhuǎn)來計數(shù)(即可從0開始不但加一或者減一,計數(shù)范圍沒有限制),實現(xiàn)精確數(shù)字的調(diào)節(jié)。電機角度等需要特別精確調(diào)節(jié)的元器件可以利用編碼器來實現(xiàn)精細控制。配合旋轉(zhuǎn)編碼器上的按鍵,可以復(fù)位到初始狀態(tài),即從0開始計數(shù)。
依照內(nèi)部數(shù)字讀取辦法,編碼器能夠分為機械式和非機械式兩種:機械式選用電刷輸出,電刷接觸到導(dǎo)電區(qū)則引腳輸出高電平,接觸到絕緣區(qū)則為低電平;非機械式的承受靈敏元件是光敏元件或磁敏元件,選用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表明輸出是“高”還是“低”。
目前常用的增量式編碼器全部為機械式編碼器,優(yōu)點在于好用且成本低,高端的一般為非機械光電式的。我們采用的模塊也使用得機械式。
如果你手上有一個旋轉(zhuǎn)編碼器,你可以試著擰一下:并不是連續(xù)旋轉(zhuǎn),而是擰的得時候會明顯感受到不連續(xù),一下一下的。因此,我們可以實現(xiàn)精確的計數(shù),這與電位器是不同的
那么問題來了,怎么計數(shù)呢?我們可以做以下規(guī)定:
以順時針方向為正,凡往順勢針方向轉(zhuǎn)一下,則計數(shù)加一,同理轉(zhuǎn)N下,則計數(shù)加n。反之,如果向逆時針轉(zhuǎn)一下,則計數(shù)減一,同理轉(zhuǎn)N下,則計數(shù)減n。
逆時針同理。
現(xiàn)在問題又來了,旋轉(zhuǎn)編碼器怎么告訴微處理器,我的旋轉(zhuǎn)方向是什么呢?這些我們打開旋轉(zhuǎn)編碼器的微觀結(jié)構(gòu):
實際上旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示。基本上由絕緣圓盤(灰色)和放置在圓盤頂部的導(dǎo)電墊(藍色)組成。
這些導(dǎo)電墊分離放置,因此當旋轉(zhuǎn)旋鈕時,旋轉(zhuǎn)一單位,原先空著的部分會被導(dǎo)電墊填充,而導(dǎo)電墊離開的位置則重新恢復(fù)絕緣。因此,當導(dǎo)電墊通過A和B輸出引腳時,引腳會輸出高電平信號,反之則不會輸出高電平。因此只要判斷引腳信號與上一次是否相同,就能得知是否發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。
如下圖,每一次旋轉(zhuǎn)的時候,當順時針旋轉(zhuǎn),A總是先比B接觸到導(dǎo)電墊,或者離開導(dǎo)電墊,因此A總是比B先改變電平輸出狀態(tài),此時當A發(fā)生變化后一定與B信號不同。下圖為兩次順時針旋轉(zhuǎn)時,A、B電平變化(紅色為輸出高電平信號)
而當逆時針旋轉(zhuǎn)時,B先于A轉(zhuǎn)換電平,因此當檢測到A發(fā)生變化時,此時B已經(jīng)完成了信號轉(zhuǎn)換,此時A、B信號相同。
實驗?zāi)康模?br />
利用旋轉(zhuǎn)編碼器實現(xiàn)計數(shù)。 器材:
StduinoUno/Nano;杜邦線;旋轉(zhuǎn)編碼器模塊。 電路連接:
代碼展示: #define outputA 6
#define outputB 7
int counter = 0;
int aState;
int aLastState;
void setup()
{
pinMode (outputA,INPUT);
pinMode (outputB,INPUT);
Serial.begin (9600);
aLastState = digitalRead(outputA);
}
void loop()
{
aState = digitalRead(outputA); // 讀取當前A電平
//如果當前A電平與上一次(初始)A電平不同,說明發(fā)生了旋轉(zhuǎn)
if (aState != aLastState)
{
// 如果A\B電平不同,說明A先于B變化,因此是順時針旋轉(zhuǎn)。順時針旋轉(zhuǎn)則計數(shù)加一;反之則減一
if (digitalRead(outputB) != aState)
{
counter ++;
} else
{
counter --;
}
Serial.print("Position: ");
Serial.println(counter);
}
aLastState = aState; //更新aLastState狀態(tài)的記錄
實驗效果:
當順時針旋轉(zhuǎn)的時候,計數(shù)數(shù)目逐次加一;當逆時針旋轉(zhuǎn)時,技術(shù)數(shù)目逐次減一。下面所示為順時針旋轉(zhuǎn)八個單位的過程中串口輸出情況。
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