使用PIC单片机连接旋转编码器的方法

风筝

旋转编码器（Rotary Encoder）是一种帮助用户与系统交互的输入设备。它看起来更像是一个无线电电位器，但它输出一系列脉冲，使其应用​​独特。当旋转编码器的旋钮时，它以小步进的形式旋转，这有助于它用于步进/伺服电机控制、导航菜单序列和增加/减少数字的值等等。

在本篇文章中，我们将了解不同类型的旋转编码器及其工作原理。我们还将它连接到PIC单片机PIC16F877A，并通过旋转编码器控制整数值，然后在LCD液晶屏1602显示其值。在本文结束时，您将熟悉为项目使用旋转编码器。让我们开始吧......

旋转编码器及其类型

旋转编码器通常称为轴编码器。它是一种机电换能器，意味着它将机械运动转换为电子脉冲，或者换句话说，它将角位置或运动或轴位置转换为数字或模拟信号。它由旋钮组成，当旋转时，旋钮将逐步移动并产生一系列脉冲序列，每次步进具有预定义的宽度。

市场上有很多种类型的旋转编码器，设计师可以根据自己的应用选择一种。最常见的类型如下所示

●     增量型编码器

●     绝对值编码器

●     磁编码器

●     光学编码器

●     激光编码器

这些编码器基于输出信号和传感技术进行分类，增量编码器和绝对编码器基于输出信号进行分类，磁、光和激光编码器基于传感技术进行分类。这里使用的编码器是增量型编码器。

绝对值编码器即使在断电后也会存储位置信息，当我们再次为其供电时，位置信息依然可用。

另一种基本类型，增量型编码器在编码器改变其位置时提供数据。它无法存储位置信息。

KY-040旋转编码器引脚和说明

KY-040增量式旋转编码器的引脚分布如下所示。在本文中，我们将该旋转编码器连接到Microchip公司的微控制器PIC16F877A。

前两个引脚（接地和Vcc）用于为编码器供电，通常使用+ 5V。除了以顺时针方向和逆时针方向旋转旋钮外，编码器还有一个开关（低电平有效），按下内部的旋钮可以按下该开关。来自该开关的信号通过引脚3（SW）获得。最后它有两个输出引脚（DT和CLK），它们产生如下所述的波形。我们之前已将此旋转编码器连接到Arduino开发板。

旋转编码器的工作原理

输出完全取决于内部的铜焊盘，它提供与GND和VCC与轴的连接。

旋转编码器有两部分。轴轮与轴连接并根据轴的旋转顺时针或逆时针旋转，以及进行电气连接的底座。底座具有连接到DT或CLK的端口或点，使得当轴轮旋转时，它将连接基点并在DT和CLK端口上提供方波。

当轴旋转时，输出将类似于：

两个端口提供方波，但时序略有不同。因此，如果我们接受输出为1和0，则只能有四个状态，0 0,1 0,1 1,0 1.二进制输出的序列决定顺时针转动或逆时针转动。例如，如果旋转编码器在空闲状态下提供1 0并在此之后提供1 1，则意味着编码器将其位置向顺时针方向改变一步，但如果在空闲1 0之后提供0 0，则意味着轴一步一步地沿逆时针方向转动其位置。

需要的组件

以下是我们将旋转编码器与PIC微控制器连接起来需要的组件：

●     PIC16F877A单片机

●     4.7k电阻

●     1k电阻

●     10k电位器

●     33pF陶瓷电容

●     20Mhz晶振

●     1602显示屏

●     旋转编码器

●     5V适配器

●     面包板

●     连接导线

PIC16F877A旋转编码器接口电路图

下面是根据电路图连接组件后的最终设置图：

我们使用单个1K电阻来代替LCD的对比度，而不是使用电位计。

代码说明

在本文的末尾处给出了完整的PIC代码，这里我们将解释代码的一些重要部分。

正如我们之前讨论的那样，我们需要检查输出并区分DT和CLK的二进制输出，因此我们为操作创建了一个if-else部分。

1. if (Encoder_CLK != position){
   
2.             if (Encoder_DT != position){
   
3.                // lcd_com (0x01);
   
4.                 counter++; // Increase the counter which will be printed on the lcd
   
5.                 lcd_com (0xC0);
   
6.                 lcd_puts("                ");
   
7.                 lcd_com (0xC0);
   
8.                 lcd_bcd(1,counter);
   
9.             }
   
10. 
    
11.             else{
    
12.               // lcd_com (0x01);
    
13.                 lcd_com (0xC0);
    
14.                 counter--; // decrease the counter
    
15.                 lcd_puts("                ");
    
16.                 lcd_com (0xC0);
    
17.                 lcd_bcd(1,counter);
    
18.                 //lcd_puts("Left");
    
19.             }           
    
20.         }

复制代码

我们还需要在每一步上存储位置。 为此，我们使用了一个存储当前位置的变量“position”。

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

复制代码

除此之外，还提供了一个功能，用于在LCD上显示开关按下。

1. if (Encoder_SW == 0){
   
2.             sw_delayms(20); //debounce delay
   
3.             if (Encoder_SW == 0){
   
4.                 //lcd_com(1);
   
5.                 //lcd_com(0xC0);
   
6.                 lcd_puts ("switch pressed");
   
7. //                itoa(counter, value, 10);
   
8. //                lcd_puts(value);

复制代码

system_init()函数用于初始化引脚I / O操作、LCD以及存储旋转编码器位置。

1. void system_init(){
   
2.     TRISB = 0x00; // PORT B as output, This port is used for LCD   
   
3.     TRISDbits.TRISD2 = 1;
   
4.     TRISDbits.TRISD3 = 1;
   
5.     TRISCbits.TRISC4 = 1;
   
6.     lcd_init(); // This will Initialize the LCD
   
7.     position = Encoder_CLK;// Sotred the CLK position on system init, before the while loop start.
   
8. }

复制代码

LCD函数写在lcd.c和lcd.h库中，其中声明了lcd_puts()、lcd_cmd()。有关变量声明、配置位和其他代码片段，请在参考下面完整的代码。

代码

以下是本篇文章使用的完整代码： main.rar (1.23 KB, 下载次数: 37)

2019-1-7 22:02 上传

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