在本文中，您将学习旋转编码器的工作原理，以及如何将其与Arduino开发板一起使用。 旋转编码器是用于确定旋转轴角度位置的位置传感器。 根据旋转运动生成模拟或数字电信号。
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2018-11-20 20:11上传
有各种类型的旋转编码器，可以通过输出信号和传感技术进行分类。 本文使用增量旋转编码器，它是测量旋转的最简单的位置传感器。
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该旋转编码器也称为正交编码器或者相对旋转编码器，其输出是一系列方波脉冲。
旋转编码器的工作原理
让我们详细看看编码器的工作原理。 方波脉冲的产生方法如下所示。 编码器有一个磁盘，具有均匀间隔的接触区域，连接到公共引脚c和其他两个独立的接触引脚a和b，如下图所示。
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当磁盘逐渐开始旋转时，针脚a和针脚b开始与公共针脚接触，并相应地产生两个方波输出信号。
如果只计算信号的脉冲，则可以使用两个输出之一来确定旋转位置。 但是，如果想决定旋转方向，就必须同时考虑两个信号。
可见两个输出信号相互错开90度。 编码器顺时针旋转时，输出a在输出b之前。
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因此，如果每次信号变化时计算步数，则可以看到从高到低或从低到高，这两个输出信号具有相反的值。 相反，如果编码器逆时针旋转，则输出信号为相同的值。 因此，考虑到这一点，可以简单地对控制器进行编程，以读取编码器的位置和旋转方向。
旋转编码器Arduino示例
用Arduino开发板来看看实际的例子吧。 本示例中使用的特定模块位于具有五个针脚的拆分板上。 第一个端子是输出a，第二个端子是输出b，第三个端子是Button端子，当然其他两个端子是VCC和GND端子。
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输出端子可以连接到Arduino开发板的任意数字端子上。
本文所需的组件如下：
旋转编码器模块
Arduino开发板
摇板和跳线
源代码
本例中的Arduino代码如下所示。
#define outputA 6
#define outputB 7
int counter=0；
int aState；
int aLastState；
void设置() }
pinmode(outputa，INPUT )；
pinmode(outputb，INPUT )；
Serial.Begin(9600；
//readstheinitialstateoftheoutputa
alaststate=数字读取(输出)；
}
void loop () }
a state=数字读取(outputa； //reads the ' current ' stateoftheoutputa
//ifthepreviousandthecurrentstateoftheoutputaaredifferent，that means a Pulse has occured
if(astate！=aLastState ) {
//iftheoutputbstateisdifferenttotheoutputastate，thatmeanstheencoderisrotatingclockwise
if (数字读取(输出)！=aState
柜台；
p>} else {counter --;
}
Serial.print("Position: ");
Serial.println(counter);
}
aLastState = aState; // Updates the previous state of the outputA with the current state
}复制代码
代码描述：首先，我们需要定义编码器所连接的引脚，并定义程序所需的一些变量。在setup()函数部分，我们需要将两个引脚定义为输入，启动串行通信以在串行监视器上打印结果，以及读取输出A的初始值并将值放入变量aLastState中。
然后在loop()函数部分我们再次读取输出A，但现在我们将值放入aState变量。因此，如果我们旋转编码器并生成脉冲，则这两个值将不同，并且第一个“if”语句将变为true。在那之后使用第二个“if”语句，我们确定旋转方向。如果输出B状态与输出A状态不同，则计数器将增加1，否则它将减小。最后，在串行监视器上打印结果后，我们需要使用aState变量更新aLastState变量。
这就是我们在这个例子中所需要的一切。如果上传代码，启动串行监视器并开始旋转编码器，我们将开始获取串行监视器中的值。我拥有的特定模块每个完整周期计数30个。
示例2 - 使用旋转编码器控制步进电机
除了这个基本示例之外，我再举一个使用旋转编码器控制步进电机位置的例子。
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以下是该示例的Arduino代码：
#include // includes the LiquidCrystal Library
LiquidCrystal lcd(1, 2, 4, 5, 6, 7); // Creates an LC object. Parameters: (rs, enable, d4, d5, d6, d7)
// defines pins numbers
#define stepPin 8
#define dirPin 9
#define outputA 10
#define outputB 11
int counter = 0;
int angle = 0;
int aState;
int aLastState;
void setup() {
// Sets the two pins as Outputs
pinMode(stepPin,OUTPUT);
pinMode(dirPin,OUTPUT);
pinMode (outputA,INPUT);
pinMode (outputB,INPUT);
aLastState = digitalRead(outputA);
lcd.begin(16,2); // Initializes the interface to the LCD screen, and specifies the dimensions (width and height) of the display }
}
void loop() {
aState = digitalRead(outputA);
if (aState != aLastState){
if (digitalRead(outputB) != aState) {
counter ++;
angle ++;
rotateCW();
}
else {
counter--;
angle --;
rotateCCW();
}
if (counter >=30 ) {
counter =0;
}
lcd.clear();
lcd.print("Position: ");
lcd.print(int(angle*(-1.8)));
lcd.print("deg");
lcd.setCursor(0,0);
}
aLastState = aState;
}
void rotateCW() {
digitalWrite(dirPin,LOW);
digitalWrite(stepPin,HIGH);
delayMicroseconds(2000);
digitalWrite(stepPin,LOW);
delayMicroseconds(2000);
}
void rotateCCW() {
digitalWrite(dirPin,HIGH);
digitalWrite(stepPin,HIGH);
delayMicroseconds(2000);
digitalWrite(stepPin,LOW);
delayMicroseconds(2000);
}复制代码
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