Интерфейс энкодера с микроконтроллером pic

Вращающийся регулятор представляет собой устройство ввода, которое позволяет пользователю взаимодействовать с системой. Он больше похож на радиопотенциометр, но выдает последовательность импульсов, что делает его применение уникальным. Когда ручка энкодера вращается, она вращается в виде небольших шагов, что помогает использовать ее для управления шаговым / серводвигателем, навигации по последовательности меню, увеличения / уменьшения значения числа и многого другого.

В этой статье мы узнаем о различных типах поворотных энкодеров и о том, как они работают. Мы также будем сопрягать его с микроконтроллером PIC PIC16F877A и контролировать значение целого числа, вращая энкодер и отображая его значение на ЖК-экране 16 * 2. В конце этого руководства вы научитесь использовать Rotary Encoder для своих проектов. Итак, приступим…

Поворотный энкодер и его типы

Датчик вращения часто называют датчиком вала. Это электромеханический преобразователь, то есть он преобразует механические движения в электронные импульсы или, другими словами, преобразует угловое положение, движение или положение вала в цифровой или аналоговый сигнал. Он состоит из ручки, которая при вращении будет двигаться шаг за шагом и генерировать последовательность импульсных последовательностей с заранее определенной шириной для каждого шага.

На рынке существует множество типов поворотных энкодеров, и разработчик может выбрать тот, который подходит для его применения. Наиболее распространенные типы перечислены ниже.

Инкрементальный кодировщик
Абсолютный кодировщик
Магнитный энкодер
Оптический кодировщик
Лазерный кодировщик

Эти энкодеры классифицируются на основе выходного сигнала и сенсорной технологии, инкрементные энкодеры и абсолютные энкодеры классифицируются на основе выходного сигнала, а магнитные, оптические и лазерные энкодеры классифицируются на основе сенсорной технологии. Здесь используется энкодер инкрементального типа.

Абсолютный энкодер сохраняет информацию о местоположении даже после отключения питания, и информация о местоположении будет доступна, когда мы снова подадим на него питание.

Другой базовый тип, инкрементальный энкодер, предоставляет данные, когда энкодер меняет свое положение. Не удалось сохранить информацию о местоположении.

Распиновка и описание поворотного энкодера KY-040

Распиновка энкодера инкрементального типа KY-040 показана ниже. В этом проекте мы соединим этот Rotary Encoder с популярным микроконтроллером PIC16F877A от Microchip.

Первые два контакта (земля и Vcc) используются для питания энкодера, обычно используется питание +5 В. Помимо вращения ручки по часовой стрелке и против часовой стрелки, энкодер также имеет переключатель (активный низкий уровень), который можно нажать, нажав ручку внутри. Сигнал от этого переключателя поступает через контакт 3 (SW). Наконец, у него есть два выходных контакта (DT и CLK), которые создают сигналы, как уже обсуждалось ниже. Ранее мы подключили этот поворотный энкодер к Arduino.

Как работает поворотный энкодер

Выход полностью зависит от внутренних медных площадок, которые обеспечивают соединение с GND и VCC с валом.

Поворотный энкодер состоит из двух частей. Вал Колесо, которое связано с валом и вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от вращения вала и основания, на котором выполняется электрическое соединение. База имеет порты или точки, которые подключены к DT или CLK таким образом, что когда колесо вала вращается, оно соединяет базовые точки и обеспечивает прямоугольную волну как на портах DT, так и на CLK.

Выход будет как при вращении вала -

Два порта обеспечивают прямоугольную волну, но есть небольшая разница во времени. Из-за этого, если мы примем выход как 1 и 0, может быть только четыре состояния: 0 0, 1 0, 1 1, 0 1. Последовательность двоичного выхода определяет поворот по часовой стрелке или поворот против часовой стрелки. Как, например, если поворотный энкодер выдает 1 0 в состоянии покоя и дает 1 1 после этого, это означает, что энкодер меняет свое положение на один шаг в направлении по часовой стрелке, но если он выдает 0 0 после холостого хода 1 0, означает, что вал меняет свое положение против часовой стрелки с одним шагом.

Необходимые компоненты

Пришло время определить, что нам нужно для взаимодействия поворотного энкодера с микроконтроллером PIC,

PIC16F877A
Резистор 4,7 кОм
Резистор 1к
10к банк
Конденсатор дисковый керамический 33пФ - 2шт.
Кристалл 20 МГц
Дисплей 16x2
Поворотный энкодер
Адаптер на 5 В.
Хлебная доска
Монтажные провода.

Схема подключения поворотного энкодера PIC16F877A

Ниже представлено изображение окончательной настройки после подключения компонентов согласно принципиальной схеме:

Мы использовали один резистор 1 кОм для контрастности ЖК-дисплея вместо потенциометра. Также посмотрите полное рабочее видео, приведенное в конце.

Код Пояснение

Полный код PIC приведен в конце этого проекта с демонстрационным видео, здесь мы объясняем несколько важных частей кода. Если вы новичок в использовании микроконтроллера PIC, следуйте нашим руководствам по PIC с самого начала.

Как мы обсуждали ранее, нам нужно проверить вывод и дифференцировать двоичный вывод как для DT, так и для CLK, поэтому мы создали часть if-else для операции.

if (Encoder_CLK! = позиция) { if (Encoder_DT! = позиция) { // lcd_com (0x01); счетчик ++; // Увеличиваем счетчик, который будет выводиться на ЖК- дисплей lcd_com (0xC0); lcd_puts (""); lcd_com (0xC0); lcd_bcd (1, счетчик); } else { // lcd_com (0x01); lcd_com (0xC0); счетчик--; // уменьшить счетчик lcd_puts (""); lcd_com (0xC0); lcd_bcd (1, счетчик); // lcd_puts ("Влево"); } }

Нам также нужно сохранять позицию на каждом шаге. Для этого мы использовали переменную «position», в которой хранится текущая позиция.

позиция = Encoder_CLK; // Сохраняет положение часов энкодера в переменной. Может быть 0 или 1.

Кроме этого, предусмотрена опция уведомления о нажатии переключателя на ЖК-дисплее.

если (Encoder_SW == 0) { sw_delayms (20); // задержка устранения дребезга if (Encoder_SW == 0) { // lcd_com (1); // lcd_com (0xC0); lcd_puts («переключатель нажат»); // itoa (counter, value, 10); // lcd_puts (значение);

System_init функция используется для инициализации контактного I / O операции, LCD и сохранять позицию кругового датчика.

void system_init () { TRISB = 0x00; // ПОРТ B как выход, этот порт используется для LCD TRISDbits.TRISD2 = 1; TRISDbits.TRISD3 = 1; TRISCbits.TRISC4 = 1; lcd_init (); // Это инициализирует положение ЖК-дисплея = Encoder_CLK; // Определение положения CLK при инициализации системы перед запуском цикла while. }

Функция LCD написана в библиотеке lcd.c и lcd.h, где объявлены lcd_puts (), lcd_cmd ().

Полный код объявления переменной, битов конфигурации и других фрагментов кода приведен ниже.