Question

我一直在尝试对我的ATtiny817-XPRO进行编程，以解释来自旋转编码器（Arduino模块）的输入数据，但是我遇到了一些麻烦，似乎无法弄清楚问题出在哪里。我要执行的操作本质上是对数字密码锁进行编程，每次旋转编码器旋转一个“刻度”（沿任一方向）时，该数字密码锁都会闪烁一个红色的LED，一旦检测到正确的“密码组合”，就会闪烁一个绿色的LED 。它所涉及的内容要多得多，所以当我在测试代码时遇到麻烦时，我决定编写一种简单的方法来帮助我对问题进行故障排除/调试。我将其包含在下面：

void testRotaryInput(){
    if(!(PORTC.IN & 0b00000001)){   // if rotary encoder is turned clockwise
        PORTB.OUT = 0b00000010;     // turn on green LED
    }
    else if(!(PORTC.IN & 0b00000010)){  // if rotary encoder is turned CCW
        PORTB.OUT = 0b00000001;         // turn on blue LED
    }
    else{                           // if rotary encoder remains stationary
        PORTB.OUT = 0b00000100;     // turn on red LED
    }
    RTC.CNT = 0;
    while(RTC.CNT<16384){}          // wait 500ms
    PORTB.OUT = 0x00;               // turn LED off
    while(RTC.CNT<32768){}          // wait another 500ms
}

int main(void)
{
    PORTB.DIR = 0xFF;               // PORT B = output
    PORTC.DIR = 0x00;               // PORT C = input
    RTC.CTRLA = RTC_RTCEN_bm;       // Enable RTC
    PORTB.OUT = 0x00;               // Ensure all LEDs start turned off
                                    // ^(not necessary but I do it just in case)^

    //testLED(); <-- previous test I used to make sure each LED works upon start-up

    while(1)
    {
        testRotaryInput();
    }
}

这里的想法是，无论哪一条输出线首先到达AVR，都应指示旋转编码器的旋转方向，因为这指示了两个信号之间的相移。根据旋转方向（或缺少旋转方向），红色/绿色/蓝色LED会闪烁一次500ms，然后程序将再等待500ms，然后再次收听旋转编码器的输出。但是，当我运行此代码时，LED会持续红色持续闪烁一段时间或绿色持续闪烁一段时间，最终从一种颜色切换为另一种颜色，并偶尔出现（单个）蓝色闪烁。每次似乎都是完全随机的，而且似乎完全忽略了我应用于旋转编码器的任何旋转。

我为排除故障所做的事情

将旋转编码器的两个输出连接到示波器，以查看是否有任何输出（一切看起来都应该如此）
使用外部电源为旋转编码器供电，因为当我连接到ATtiny817-XPRO时，我仅从其5.0V VCC引脚读取1.6V（我怀疑这是因为LED和旋转编码器可能会吸收太多电流）
测量来自所述电源的电压，以确保旋转编码器正在接收5.0V（我测得约为4.97V）
已检查以确保电路正确并且可以正常工作

不幸的是，这些事情都没有消除当前的问题。因此，我怀疑我的代码可能是罪魁祸首，因为这是我第一次尝试使用旋转编码器，更不用说解释一个人生成的数据了。但是，如果我的代码看起来应该可以正常工作，那么我将不胜感激，因此我可以将精力集中在其他地方。

有人可以阐明导致此问题的原因吗？我认为这不是一块有缺陷的电路板，因为两天前我将这些引脚用于其他应用程序而没有任何问题。另外，在AVR方面，我还是一个新手，因此，我确信我的代码远没有达到应有的健壮性。

谢谢！

Answer 1

编码器可以以各种奇怪的方式运行。像任何开关一样，您都会有信号反弹。在某些情况下，转弯期间可能同时激活多个输入。等等，因此您需要定期对其进行采样。

创建一个计时器，每5毫秒左右轮询一次编码器。始终存储以前的读数。在连续两次读取稳定之前，请勿接受对输入的任何更改为有效。这是数字滤波器的最简单形式。

Answer 2

输入短路会无法显示编码器的旋转方向。但是做空的顺序是正确的。

通常，旋转编码器具有两个与接地引脚短路的输出：首先短路，然后第二短路，然后首先释放，然后第二释放-此完整序列发生在每次咔嗒声之间。（当然，有些编码器在序列的中间有额外的“喀哒”声，或者根本没有喀哒声，但是大多数编码器都像上面描述的那样。）

因此，通常来说，每个“ CLICK！”运动可以分为四个阶段：

0。。两个输入均被释放（高）-默认位置
1。。输入A短路接地（低），输入B释放（高）
2。。两个输入均短路（低）
3。。输入A释放（高），B短路（低）。

一个方向的旋转是经过阶段0-1-2-3-0。另一个方向是0-3-2-1-0。因此，无论编码器旋转的方向如何，两个输入都会在特定时刻短路接地。

如上图所示，通常反弹仅发生在输入之一。因此，您可以将跳动视为在两个相邻阶段之间跳跃，这使得去抖变得更加简单。

由于这些阶段的变化非常快，因此您必须非常快速地合并输入引脚（可能每秒每秒1000次）以处理快速旋转。

用于处理旋转的代码如下：

signed int encoder_phase = 0;

void pull_encoder() {
    int phase = ((PORTC.IN & (1 << INPUT_A_PINNO)) ? 0 : 1)
                ^ ((PORTC.IN & (1 << INPUT_B_PINNO)) ? 0 : 0b11);
    // the value of phase variable is 0 1 2 or 3, as described above
    int phase_shifted = (phase - encoder_phase) & 3;
    if (phase_shifted == 2) { // jumped instantly over two phases - error
        encoder_phase = 0;
    } else if (phase_shifted == 1) { // rotating forward
        encoder_phase++;
        if (encoder_phase >= 4) { // Full cycle
            encoder_phase = 0;
            handle_clockwise_rotation();
        }
    } else if (phase_shifted == 3) { // rotating backward; 
        encoder_phase--;
        if (encoder_phase <= -4) { // Full cycle backward
            encoder_phase = 0;
            handle_counterclockwise_rotation();
        }
    }
    if (phase == 0) {
        encoder_phase = 0; // reset 
    }
}

Answer 3

正如其他人指出的那样，机械编码器会弹跳。您需要解决这个问题。

读取这种编码器的最简单方法是将其中一个输出（例如A）解释为“时钟”信号，将另一个输出（例如B）解释为方向指示器。

您等待“时钟”输出的下降（或上升）沿，当检测到一个输出时，立即读取另一输出的状态以确定方向。

在那之后，包括一些“停滞时间”，在此期间，您将忽略由于触点弹跳而导致的“时钟”信号的任何其他沿。

算法：

0）读取“时钟”信号（A）的状态并存储（“先前的时钟状态”）

1）读取“时钟”信号（A）的状态并与“先前的时钟状态”进行比较

2）如果时钟信号 not 没有变化，例如从高到低（如果要使用下降沿），转到1）。

3）读取“方向”信号（B）的状态，将时钟的当前状态存储为“先前的时钟状态”

4）现在您知道发生了“滴答声”（时钟信号改变），并且指示了方向，请处理

5）禁用读取“时钟”信号（A）一段时间，例如10ms，去抖动；停滞时间过后，转到1）

这种方法不是时间紧迫的。只要确保您对“时钟”的轮询速度至少是您希望看到的信号A改变与信号B的相应改变之间的最短时间（减去A的弹跳时间）的两倍（取决于最大预期时间）旋转速度），它将绝对可靠地工作。

“时钟”信号的边沿检测也可以通过引脚更改中断来执行，您只需在中断发生后的死时间段内将其禁用即可。但是，通常不建议通过引脚更改中断来处理跳动触点，因为跳动（即（非常）快速切换引脚，可能是持续时间为 ns 的脉冲）可能会使硬件混乱。

无法对AVR编程以解释Arduino旋转编码器模块的输入

3 个答案: