如何將增量旋轉(zhuǎn)編碼器與Arduino連接

在本教程中，您將學(xué)習(xí)如何將增量旋轉(zhuǎn)編碼器與Arduino連接，以讀取旋鈕的運(yùn)動(dòng)。這對(duì)于在機(jī)器人和其他應(yīng)用程序中創(chuàng)建用戶界面或讀取機(jī)械位置非常有用。

您需要的器件

Arduino開發(fā)板

1x 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器（像這樣）

4個(gè)10 kΩ電阻（R1、R2）

2x 0.1uF 電容器 （C1， C2）

面包板

原理圖和試驗(yàn)板設(shè)置

請(qǐng)注意，在此原理圖中，我直接使用旋轉(zhuǎn)編碼器，因此它需要一些額外的元件。但您也可以購(gòu)買旋轉(zhuǎn)編碼器板，在板上包含這些額外的組件，以使連接更簡(jiǎn)單。

原理圖中的VDD僅指Arduino的5V電壓。

連接此旋轉(zhuǎn)編碼器所需的額外組件的連接取自旋轉(zhuǎn)編碼器數(shù)據(jù)表中的建議濾波電路。如果您使用的是不同的編碼器，請(qǐng)務(wù)必查看數(shù)據(jù)表中的“建議濾波電路”，因?yàn)樗赡懿煌?/p>

它是如何工作的

該電路的工作原理是查看旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)引腳 A 和 B，并檢查它們中哪一個(gè)先于另一個(gè)引腳為高電平。如果 A 先于 B 走高，那就是一個(gè)方向。如果 B
先于 A 走高，則方向相反。

連接Arduino旋轉(zhuǎn)編碼器電路

在下圖中，您可以看到如何將完整的示例電路連接到面包板上，以及將其連接到Arduino所需的接線。

分步說(shuō)明

將旋轉(zhuǎn)編碼器連接到面包板。

將兩個(gè)10 kΩ電阻R1和R2從A和B置于5V。

將兩個(gè) 10 kΩ 電阻 R3 和 R4 分別從 A 和 B 連接到 Arduino 數(shù)字引腳 10 和 11。

如圖所示放置0.1uF電容（C1和C2），使編碼器信號(hào)去抖動(dòng)。

將 C 點(diǎn)接地。

使用 USB 數(shù)據(jù)線將 Arduino 連接到您的計(jì)算機(jī)。

將以下代碼上傳到您的 Arduino。此代碼初始化旋轉(zhuǎn)編碼器，并在每次轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器時(shí)使用中斷來(lái)更新位置計(jì)數(shù)。

結(jié)果將打印到串行端口，以便您可以從串行監(jiān)視器中讀取結(jié)果。

// Define the pins used for the encoder
const int encoderPinA = 10;
const int encoderPinB = 11;

// Variables to keep the current and last state
volatile int encoderPosCount = 0;
int lastEncoded = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // Set encoder pins as input with pull-up resistors
  pinMode(encoderPinA, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(encoderPinB, INPUT_PULLUP);

  // Attach interrupts to the encoder pins
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinA), updateEncoder, CHANGE);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinB), updateEncoder, CHANGE);
}

void loop() {
  static int lastReportedPos = -1; // Store the last reported position
  if (encoderPosCount != lastReportedPos) {
    Serial.print("Encoder Position: ");
    Serial.println(encoderPosCount);
    lastReportedPos = encoderPosCount;
  }
}

void updateEncoder() {
  int MSB = digitalRead(encoderPinA); // MSB = most significant bit
  int LSB = digitalRead(encoderPinB); // LSB = least significant bit

  int encoded = (MSB < < 1) | LSB; // Converting the 2 pin value to single number
  int sum  = (lastEncoded < < 2) | encoded; // Adding it to the previous encoded value

  if(sum == 0b1101 || sum == 0b0100 || sum == 0b0010 || sum == 0b1011) encoderPosCount++;
  if(sum == 0b1110 || sum == 0b0111 || sum == 0b0001 || sum == 0b1000) encoderPosCount--;

  lastEncoded = encoded; // Store this value for next time
}

上傳此代碼后，您可以以 9600 的波特率打開串行監(jiān)視器，以查看編碼器的移動(dòng)在旋轉(zhuǎn)時(shí)的變化。

如果編碼器值不穩(wěn)定或未按預(yù)期變化，請(qǐng)根據(jù)原理圖仔細(xì)檢查接線，并確保電阻器和電容器正確放置以進(jìn)行去抖動(dòng)。
審核編輯：陳陳