Arduino使用旋转编码器

这次介绍的是我买的37款传感器套件中的旋转编码器。首先是实物图。

通过查阅资料，旋转编码器既可以左右旋转，又能当成按钮按下。首先测试一下按下的功能，该功能对应的输出引脚是SW。

测试代码如下： 

int Led =4; //定义LED 接口
int coderPin = 10; 
void setup()
{
  pinMode(Led, OUTPUT); 
  pinMode(coderPin, INPUT);
  digitalWrite(coderPin,HIGH);
  Serial.begin(9600);
}
void loop()
{  
  val = digitalRead(coderPin); 
  if (val==HIGH) 
  {
    digitalWrite(Led, HIGH);
  }
  else
  {
    digitalWrite(Led,LOW );
  }
}

测试的实物连接图如下，测试的视频在连接图之后：

这里需要注意的是SW引脚默认输出的是HIGH信号，按下后输出LOW信号。setup函数的digitalWrite(coderPin,HIGH);

这句代码很重要，没有加这句之前，从引脚10获得的值经常变化，不开始摸不着头绪，后来看到参考文献2中的介绍，初始化

时需要将coderPin上拉，果然加了这句话之后，从引脚10获得的值就稳定了，没有再擅自变动。

  然后是另外两个引脚CLK和DT，通过百度查阅资料时，看到的大部分文章中都附了下面的图形，给出的介绍说是旋转编码

器中A和B两个通道中的信号图，但是我买的旋转编码器上没有标A和B啊！！！只有CLK和DT两个引脚。

 只有自己写测试代码看这两个引脚的输出了。测试代码如下：

int Led =4; //定义LED 接口
int coderPin = 10; 
int dtPin=11;
int clkPin=12;
int val=0;
void setup()
{
  pinMode(Led, OUTPUT); 
  pinMode(coderPin, INPUT);
  digitalWrite(coderPin,HIGH);
  pinMode(dtPin, INPUT);
  pinMode(clkPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop()
{  
  val = digitalRead(coderPin); 
  Serial.print(val);
  val = digitalRead(dtPin); 

  Serial.print(",");
  Serial.print(val);

  val = digitalRead(clkPin); 
  Serial.print(",");
  Serial.println(val);
}

读出来的数据放到matlab里面做成图，图形如下左上角是DT引脚的输出点图，右上角是CLK引脚的输出点图，左下角是DT引脚和CLK引脚数据和到一起的点图，右下角是DT引脚输出值与CLK引脚输出值的和的图。好像也看不出来什么东西。

 通过看DT引脚和CLK引脚的输出值，转动的时候这两个引脚的值在变化，但是如果没有转动，则这两个引脚的值始终为1.所以上图中大部分点都分布在值为1的水平线上。

然后再试参考文献2中使用中断的代码：

//定义引脚连接
int CLK = 2;
int DT = 11;
const int interrupt0 = 0;
 
void setup()
{
  pinMode(CLK, INPUT);
  pinMode(DT, INPUT);
  attachInterrupt(interrupt0, ClockChanged, CHANGE);//设置中断0的处理函数，电平变化触发
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
}
 
//中断处理函数
void ClockChanged()
{
  int clkValue = digitalRead(CLK);//读取CLK引脚的电平
  int dtValue = digitalRead(DT);//读取DT引脚的电平 
  Serial.print(clkValue);
  Serial.print(",");
  Serial.println(dtValue);
}

这时候只有在转动旋转编码器的时候才会有数据向串口输出，将输出的数据整理为图形如下，下图是顺时针时获取到的数据图形，红色的是CLK引脚的输出值，蓝色的是DT引脚的输出，可以看到这两个引脚的输出大部分时候都是相反的，CLK为0时，对应位置的DT输出大部分为1：

 下图是逆时针时获取到的数据图形，红色的是CLK引脚的输出值，蓝色的是DT引脚的输出，可以看到逆时针转动的时候CLK输出为1的时候比顺时针的时候多，DT输出为0的时候也比较密集。

 看上述的图形好像也总结不出来什么规律，还得参考别人的文章来看是怎么计数。还得看刚才那个AB通道信号图。CW的时候在A通道从LOW到HIGH时，此时B通道为HIGH，而CCW的时候，如果A通道从LOW到HIGH，B通道为LOW。大部分的文章都是根据这个规律来区分是正转还是反转。这个AB通道应该就是对应的CLK和DT。

通过测试，参考文献4中的代码不是很稳定，在我计算机上测试时POSITION跳动比较大：

 参考文献4中的代码的值比较均匀，但是手动转一下就会增加两个值，程序可能还是需要改进。

 

分析原因，应该是旋转编码器转动一下，就会产生多次中断事件，所以才造成上述代码测试时的值跳动或者多次变动。得去找方法判断是不是转动了。

重新运行本文的第三段代码，查找其中的规律，逆时针时如下图所示，总是以0,1开头，1,0结尾：

 

 顺时针时如下图所示，总是以0,0开头，1,1结尾：

所以规律应该是顺时针时，检测到0,0就可以认为是开始转动，接下来的数据中如果有1,1，则认为正在转动，再下面的数据中如果有0,0就认为上一个转动结束，开始下一个转动。逆时针的规律类似。

根据分析写的最终的程序为：

//定义引脚连接
#define CW_START_CLK 0
#define CW_START_DT 0
#define CW_END_CLK 1
#define CW_END_DT 1
#define CCW_START_CLK 0
#define CCW_START_DT 1
#define CCW_END_CLK 1
#define CCW_END_DT 0

int CLK = 2;//CLK->D2
int DT = 11;//DT->D3
int SW = 10;//SW->D4
const int interrupt0 = 0;// Interrupt 0 在 pin 2 上
int count = 0;//计数值
int lastCLK = 0;//CLK历史值

int stage = -1; //两个阶段，0，开始，1，进行

void setup()
{
  pinMode(SW, INPUT);
  digitalWrite(SW, HIGH);
  pinMode(CLK, INPUT);
  pinMode(DT, INPUT);
  attachInterrupt(interrupt0, ClockChanged, CHANGE);//设置中断0的处理函数，电平变化触发
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  if (!digitalRead(SW) && count != 0) //读取到按钮按下并且计数值不为0时把计数器清零
  {
    count = 0;
    Serial.print("count:");
    Serial.println(count);
  }
}

//中断处理函数
void ClockChanged()
{
  int clkValue = digitalRead(CLK);//读取CLK引脚的电平
  int dtValue = digitalRead(DT);//读取DT引脚的电平

  if ((clkValue == CW_START_CLK) && (dtValue == CW_START_DT))
  {
    if (stage == -1)
    {
      stage = 0;
    }
    else if (stage == 1)
    {
      stage = 0;
      count++;
      Serial.print("count:");
      Serial.println(count);
    }
  }
  else  if ((clkValue == CW_END_CLK) && (dtValue == CW_END_DT))
  {
    if (stage == 0)
    {
      stage = 1;
    }
  }
  else if ((clkValue == CW_START_CLK) && (dtValue == CCW_START_DT))
  {
    if (stage == -1)
    {
      stage = 0;
    }
    else if (stage == 1)
    {
      stage = 0;
      count--;
      Serial.print("count:");
      Serial.println(count);
    }
  }
  else  if ((clkValue == CCW_END_CLK) && (dtValue == CCW_END_DT))
  {
    if (stage == 0)
    {
      stage = 1;
    }
  }
}

 

参考文献

[1] http://www.arduino.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=2423&highlight =%E6%97%8B%E8%BD%AC%E7%BC%96%E7%A0%81%E5%99%A8

[2]http://www.cnblogs.com/conexpress/p/4984802.html

[3]http://blog.csdn.net/xuanyuanlei1020/article/details/51725653

[4]http://www.arduino.cn/thread-2423-1-1.html