旋轉(zhuǎn)編碼器 是一種輸入裝置，其幫助用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互。它看起來(lái)更像是一個(gè)無(wú)線電電位器旋轉(zhuǎn)編碼器是一種輸入設(shè)備, 可幫助用戶與系統(tǒng)交互。它看起來(lái)更像是一個(gè)無(wú)線電電位器, 但它輸出一系列脈沖, 這使得它的應(yīng)用獨(dú)特。當(dāng)編碼器的旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí), 它以小步的形式旋轉(zhuǎn), 這有助于它用于 stepper/servo 電機(jī)控制。

在本文中，我們將了解不同類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)編碼器及其工作原理。我們還將它與PIC單片機(jī)PIC16F877A連接，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器控制整數(shù)值，并在16 * 2 LCD屏幕上顯示其值。在本教程的最后, 您將會(huì)很樂(lè)意為您的項(xiàng)目使用旋轉(zhuǎn)編碼器。所以讓我們開(kāi)始吧…。

旋轉(zhuǎn)編碼器及其類(lèi)型

旋轉(zhuǎn)編碼器通常稱(chēng)為軸編碼器。它是一個(gè)機(jī)電傳感器, 這意味著它將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電子脈沖, 或者換句話說(shuō), 它將角度位置或運(yùn)動(dòng)或軸位置轉(zhuǎn)換為數(shù)字或模擬信號(hào)。它由一個(gè)旋鈕組成, 當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí), 它將逐步移動(dòng), 并產(chǎn)生每個(gè)步驟具有預(yù)定寬度的脈沖列車(chē)序列。

市場(chǎng)上有很多種類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)編碼器, 設(shè)計(jì)師可以根據(jù)自己的應(yīng)用選擇一種。下面列出了最常見(jiàn)的類(lèi)型

增量編碼器

絕對(duì)編碼器

磁性編碼器

光學(xué)編碼器

激光編碼器

這些編碼器是基于輸出信號(hào)和傳感技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)的, 增量編碼器和絕對(duì)編碼器是根據(jù)輸出信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)的, 磁編碼器和激光編碼器是基于傳感技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)的。此處使用的編碼器是增量類(lèi)型的編碼器。

絕對(duì)編碼器即使在斷電后也會(huì)存儲(chǔ)位置信息, 當(dāng)我們?cè)俅螌?duì)其通電時(shí), 位置信息也會(huì)可用。

另一種基本類(lèi)型, 增量編碼器提供數(shù)據(jù)時(shí), 編碼器更改它的位置。它無(wú)法存儲(chǔ)倉(cāng)位信息。

ky-040 旋轉(zhuǎn)編碼器夾頭及說(shuō)明

ky-040 增量型旋轉(zhuǎn)編碼器的針腳如下所示。在這個(gè)項(xiàng)目中, 我們將與來(lái)自微芯片的流行微控制器 pic16f877a 接口這個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器。

前兩個(gè)引腳 (接地和 vcc) 用于為編碼器供電, 通常使用 + 5v 電源。除了以順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)旋鈕外, 編碼器還具有一個(gè)開(kāi)關(guān) (活動(dòng)低), 可通過(guò)按內(nèi)旋鈕進(jìn)行按壓。此開(kāi)關(guān)的信號(hào)是通過(guò)引腳 3 (sw) 獲得的。最后, 它有兩個(gè)輸出引腳 (dt 和 clk), 產(chǎn)生波形, 如下所述。我們以前把這個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器與 arduino 接口過(guò)。

旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理

輸出完全取決于內(nèi)部銅墊, 提供與 gnd 和 vcc 與軸的連接。

旋轉(zhuǎn)編碼器有兩個(gè)部分。軸輪, 它與軸連接, 并根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)和完成電氣連接的底座順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。基座具有連接到 dt 或 clk 的端口或點(diǎn), 這樣當(dāng)軸輪旋轉(zhuǎn)時(shí), 它將連接基點(diǎn), 并在 dt 和 clk 端口上提供方波。

輸出將像軸旋轉(zhuǎn)時(shí)

兩個(gè)端口提供方波，但時(shí)序略有不同。因此，如果我們接受輸出為1和0，則只能有四個(gè)狀態(tài)，0 0,1 0,1 1,0 1.二進(jìn)制輸出的序列決定順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，如果旋轉(zhuǎn)編碼器在空閑狀態(tài)下提供1 0并在此之后提供1 1，則意味著編碼器將其位置向順時(shí)針?lè)较蚋淖円徊剑绻诳臻e1 0之后提供0 0，則意味著軸一步一步地沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)其位置。

所需組件

現(xiàn)在是確定我們需要什么接口旋轉(zhuǎn)編碼器與 pic 微控制器的時(shí)候了,

PIC16F877A

電阻器

1k電阻器

10k

4.7k電容器33pF陶瓷圓盤(pán)電容器 - 2個(gè)

20Mhz晶體

16x2顯示

旋轉(zhuǎn)編碼器

5V適配器。

面包板

連接線。

PIC16F877A旋轉(zhuǎn)編碼器接口電路圖

下面是根據(jù)電路圖連接組件后的最終設(shè)置圖：

我們使用單個(gè)1K電阻來(lái)代替LCD的對(duì)比度，而不是使用電位計(jì)。

代碼說(shuō)明

完整的PIC代碼 在本項(xiàng)目的最后給出了 演示視頻，這里我們將解釋代碼的一些重要部分。如果您是PIC微控制器的就遵循我們的 新手，請(qǐng)PIC教程 從一開(kāi)始。

正如我們之前討論的那樣，我們需要 檢查輸出并區(qū)分DT和CLK的二進(jìn)制輸出，因此我們創(chuàng)建了一個(gè) if-else為操作部分。

if (Encoder_CLK != position){

            if (Encoder_DT != position){

           // lcd_com (0x01);

            counter++; // Increase the counter which will be printed on the lcd

            lcd_com (0xC0);

            lcd_puts("            ");

            lcd_com (0xC0);

            lcd_bcd(1,counter);

            }

            else{

          // lcd_com (0x01);

            lcd_com (0xC0);

            counter--; // decrease the counter

            lcd_puts("            ");

            lcd_com (0xC0);

            lcd_bcd(1,counter);

            //lcd_puts("Left");

            }       

        }

我們還需要在每一步上存儲(chǔ)位置。為此, 我們使用了一個(gè)存儲(chǔ)當(dāng)前位置的變量 “position”。

position = Encoder_CLK; // It is to store the encoder clock position on the variable. Can be 0 or 1 

除此之外，還提供了一個(gè)選項(xiàng)，用于 通知開(kāi)關(guān)按壓LCD上的。

if (Encoder_SW == 0)

{             

    sw_delayms(20); //debounce delay            

    if (Encoder_SW == 0)

          {                //lcd_com(1);                

                          //lcd_com(0xC0);                

                         lcd_puts ("switch pressed");

//                itoa(counter, value, 10);

//                lcd_puts(value);

            }

}

系統(tǒng) _ init 函數(shù)用于初始化引腳 ito 操作、lcd 和存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)編碼器位置。

void system_init() 

    {    

        TRISB = 0x00; // PORT B as output, This port is used for LCD        

        TRISDbits.TRISD2 = 1;    

        TRISDbits.TRISD3 = 1;    

        TRISCbits.TRISC4 = 1;    

        lcd_init(); // This will Initialize the LCD    

       position = Encoder_CLK;// Sotred the CLK position on system init, before the while loop start.

}

lcd 功能寫(xiě)在 lcd. h 庫(kù)上, 其中聲明了 lcd _ put ()、lcd _ cmd ()。

完整代碼：

/*

 * File:   main.c

 * Author: Sourav Gupta

 *

 * Created on 18 Dec 2018, 18:57

 */

/*

 * Configuration Related settings. Specific for microcontroller unit.

 */

#pragma config FOSC = HS        // Oscillator Selection bits (HS oscillator)

#pragma config WDTE = OFF       // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled)

#pragma config PWRTE = OFF      // Power-up Timer Enable bit (PWRT disabled)

#pragma config BOREN = ON       // Brown-out Reset Enable bit (BOR enabled)

#pragma config LVP = OFF         // Low-Voltage (Single-Supply) In-Circuit Serial Programming Enable bit (RB3/PGM pin has PGM function; low-voltage programming enabled)

#pragma config CPD = OFF        // Data EEPROM Memory Code Protection bit (Data EEPROM code protection off)

#pragma config WRT = OFF        // Flash Program Memory Write Enable bits (Write protection off; all program memory may be written to by EECON control)

#pragma config CP = OFF         // Flash Program Memory Code Protection bit (Code protection off)

#define _XTAL_FREQ 20000000

/*

 * System Header files inclusions

 */

#include

//#include

#include

#include "supporting c files/lcd.h"

#define Encoder_SW PORTDbits.RD2

#define Encoder_DT PORTDbits.RD3

#define Encoder_CLK PORTCbits.RC4

/*

 * Program flow related functions

 */

int counter; // It will hold the count of rotary encoder.

int position; // It will store the rotary encoder position.

void sw_delayms(unsigned int d);

int value[7];

/*

 * System Init Function

 */

void system_init ();

/* Main function single Thread*/

void main(void) {

    system_init();

    lcd_puts ("Circuit Digest");

    lcd_com(0xC0);

    counter = 0;

    while(1){

        lcd_com(0xC0);

        if (Encoder_SW == 0){

            sw_delayms(20);

            if (Encoder_SW == 0){

                //lcd_com(1);

                //lcd_com(0xC0);

                lcd_puts ("switch pressed");

//                itoa(counter, value, 10);

//                lcd_puts(value);

            }

        }                       

       if (Encoder_CLK != position){

            if (Encoder_DT != position){

               // lcd_com (0x01);

                counter++;

                lcd_com (0xC0);

                lcd_puts("                ");

                lcd_com (0xC0);

                lcd_bcd(1,counter);

            }

            else{

               // lcd_com (0x01);

                lcd_com (0xC0);

                counter--;

                lcd_puts("                ");

                lcd_com (0xC0);

                lcd_bcd(1,counter);

                //lcd_puts("Left");

            }           

        }

        position = Encoder_CLK;                

}

    return;

}

void sw_delayms(unsigned int d){

int x, y;

for(x=0;x

for(y=0;y<=1275;y++);

}

void system_init(){

    TRISB = 0x00; // PORT B as output, This port is used for LCD    

    TRISDbits.TRISD2 = 1;

    TRISDbits.TRISD3 = 1;

    TRISCbits.TRISC4 = 1;

    lcd_init(); // This will Initialize the LCD

    position = Encoder_CLK;// Sotred the CLK position on system init, before the while loop start.

}