代码收藏家技术教程 2023-02-01

《ESP32 控制 Arduino 的旋转编码器实现》

前言

编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。. 编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。.

按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。. 增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

本文主要介绍旋转编码器在Arduino开发中的应用。

Arduino ESP32

旋转编码器

编码器接线图：

KY-040 模块包括两个内部上拉电阻，将引脚 CLK 和 DT 上拉到 VCC（+5V）。

引脚定义：

CLK	Rotary encoder pin A
DT	Rotary encoder pin B
SW	Push button pin. Normally openundefined shorted to GND on press
VCC	Voltage supply
GND	Ground

旋转编码器提供两种交互方式：

旋转– 您可以通过单击箭头来旋转旋钮。上箭头顺时针旋转一级，下箭头逆时针旋转一级。旋转旋钮将在 DT 和 CLK 引脚上产生数字信号，如下所述。

按钮– 单击旋钮以按下按钮。按下时，按钮将 SW 引脚与 GND 引脚连接起来。

每次用户旋转旋钮时，它都会在 DT 和 CLK 引脚上产生一个 LOW 信号：

顺时针旋转会导致 CLK 引脚首先变低，然后 DT 引脚也变低。

逆时针旋转会导致 DT 引脚先变低，然后 CLK 引脚变低。

两个引脚将在几毫秒内返回高电平。下图说明了这一点：

使用wokwi仿真：

#define ENCODER_CLK 4
#define ENCODER_DT  2


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(ENCODER_CLKundefined INPUT);
  pinMode(ENCODER_DTundefined INPUT);
}


int lastClk = HIGH;


void loop() {
  int newClk = digitalRead(ENCODER_CLK);
  if (newClk != lastClk) {
    // There was a change on the CLK pin
    lastClk = newClk;
    int dtValue = digitalRead(ENCODER_DT);
    if (newClk == LOW && dtValue == HIGH) {
      Serial.println("Rotated clockwise ⏩");
    }
    if (newClk == LOW && dtValue == LOW) {
      Serial.println("Rotated counterclockwise ⏪");
    }
  }
}

但是在实际过程中，我们得到的效果并没有如仿真一样，编码器会发生抖动，读取时并不准确。

在使用Arduino 开发ESP32设计旋转编码器程序时。

使用到的库：BasicEncoder

跑一个测试程序试试：

#include <Arduino.h>
#include <BasicEncoder.h>


const int8_t pinA = 2;
const int8_t pinB = 5;


BasicEncoder encoder(pinAundefined pinB);


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F("Polling in loop()"));
}


void loop() {
  encoder.service();
  int encoder_change = encoder.get_change();
  if (encoder_change) {
    Serial.println(encoder.get_count());
  } 
  // Even a short delay here will affect performance.
  // Uncomment and change the delay to see what happens.
  //delay(10);
}