非常稳定的旋转编码器解码程序(C51源代码)

changjianguo · 发表于 2018-4-5 20:35:36

在网上下载过很多种编码器解码程序，使用后感觉都不够稳定，特别是旋转速度稍快时，经常会出现错误解码。为此，经过分析编码器输出波形特点，结合其它解码程序的优点，编写如下代码，不用中断，也可以不用定时器。经过一段时间使用，效果很好，不论旋转速度快慢，都不会出现错误解码，比较稳定。
此程序在STC15W408AS单片机上调试通过，理论上其它C51单片机也可以；函数可以在循环中调用，也可在定时器中调用(定时器中调用时间间隔最好小于1毫秒，否则旋转快了会丢码)；支持一定位一脉冲、两定位一脉冲的编码器解码，函数中可设置编码器类型；PINA和PINB是编码器两个引脚连接的IO口。编码器静止时函数返回0，正转(向右转)返回单字符'R'，反转(向左转)返回单字符'L'，也可根据需要自行更改。

调用示例：
#include<reg51.h>
unsigned char Encoder(void);
sbit PINA=P1^1;
sbit PINB=P1^2;
void main(void)
{
unsigned char enc,x=0,y=0;
while(1)
{
   enc=Encoder(); //扫描编码器,取得返回值
   if(enc=='R')x++;  //正转x累加
   if(enc=='L')y++;  //反转y累加
   //以下为显示或数据处理

}
}

/************************************************************************************************
函数名称：Encoder
函数功能：编码器旋转的扫描及处理
入口参数：无
出口参数：char型 0-无旋转 'R'-正转(向右转) 'L'-反转(向左转)
************************************************************************************************/
unsigned char Encoder(void)
{
static bit Enc0=0,Enc1=0;
static unsigned char EncOld,EncX=0;
unsigned char EncNow;
bit EncType=0; //设置编码器类型: 0为一定位一脉冲,1为两定位一脉冲

PINA=1;       //PINA置高电平
PINB=1;       //PINB置高电平
if(Enc0==0)EncOld=(PINA?0x02:0x00)+(PINB?0x01:0x00),Enc0=1;  //记住初次调用时编码器的状态
EncNow=(PINA?0x02:0x00)+(PINB?0x01:0x00); //根据两个IO当前状态组合成16进制的0x00|0x01|0x02|0x03
if(EncNow==EncOld)return(0);                               //如果新数据和原来的数据一样(没有转动)就直接返回0

if(EncOld==0x00&&EncNow==0x02||EncOld==0x03&&EncNow==0x01)EncX=EncNow;    //00-10|11-01
if(EncOld==0x00&&EncX==0x02&&EncNow==0x03||EncOld==0x03&&EncX==0x01&&EncNow==0x00)//00-10-11|11-01-00右转
{
      EncOld=EncNow,EncX=0;
      if(EncType==1)return('R'); //两定位一脉冲
      else    //一定位一脉冲
      {
         if(Enc1==0)Enc1=1;
         else
         {
            //Delayms(60);    //延时降低旋转灵敏度(不能用在定时器中)
            Enc1=0;
            return('R');
         }
      }
}

if(EncOld==0x00&&EncNow==0x01||EncOld==0x03&&EncNow==0x02)EncX=EncNow;    //00-01|11-10
if(EncOld==0x00&&EncX==0x01&&EncNow==0x03||EncOld==0x03&&EncX==0x02&&EncNow==0x00)//00-01-11|11-10-00左转
{
      EncOld=EncNow,EncX=0;
      if(EncType==1)return('L'); //两定位一脉冲
      else    //一定位一脉冲
      {
         if(Enc1==0)Enc1=1;
         else
         {
            //Delayms(60);    //延时降低旋转灵敏度(不能用在定时器中)
            Enc1=0;
            return('L');
         }
      }
}
return(0);    //没有正确解码返回0
}

lzuoxin · 发表于 2020-10-26 13:34:31

楼主的编码器解码程序，我在实际制作中采用了，芯片用的也是STC15W408，优点是编码器不论旋转速度快慢，都不会出现错误解码。
但是有一个问题，就是有时候系统上电后，转动编码器系统没有任何反应，即解码程序没有返回有用值，此时只要系统重新上电（即断电重启）就能恢复正常，这个问题有时使用一天也不会出现，有时一开机就出现，有时测试10次都不会出现，有时测试10次会出现一两次，只要重启就可以恢复正常。
使用其他的解码程序，不会出现这个问题，但是会出现丢码、误码的情况。
这个问题很是困扰，不知楼主在长期使用中出现过这样的问题吗？

dbxzjq · 发表于 2021-7-4 20:49:47

本帖最后由 dbxzjq 于 2021-7-4 21:43 编辑

通过楼上的代码改写出支持一定位一脉冲和两定位一脉冲,经过测试,放进1毫秒的定时器中断服务执行,非常好使
分别测量了一个EC11 20格的一定位一脉冲和EC16 30格,两定位一脉冲,都可以完美操作,代码最好不要放主循环,如果主循环
无法保证少于1毫秒扫描一次,扭快就会丢步,放定时器中断,也得必须少于1毫秒中断一次进行扫描
IO均初始化为高电平,准确双向口,或其它的输入口类型,按单片机的IO类型选择,是否要外接上拉电阻
sbit Enc_A = P3^7; //Encoder右旋
sbit Enc_S = P3^6; //Encoder按键
sbit Enc_B = P3^5; //Encoder左旋
unsigned char Enc_Type=0; //Enc_Type=0 一定位一脉冲,=1两定位一脉冲
//函数返回值  0：无动作； 1：正转；  -1：反转； 2:只按下按键; 3:按下按键同时正转; -3:按下按键同时反转动;
char Encoder_Scan()
{
char ScanResult = 0; //返回编码器扫描结果，用于分析编码器的动作
   // 0：无动作；    1：正转；          -1：反转；
   // 2:只按下按键; 3:按下按键同时正转 -3:按下按键同时反转动
static unsigned char dir=0; //编码器状态

if(Enc_Type == 0) //一定位一脉冲
{
if(Enc_A == 1 && Enc_B == 1) dir = 0; //一定位一脉冲不动作时都只有一种状态,即只要卡在定位的状态A和B都为高电平
else if(End_A ==0 && Enc_B==1 && dir ==0) dir ='R'; //A和B不相等时证明已经被扭动,通过A和B对应的电平判断出方向,此为第一次扫描
else if(End_A ==1 && Enc_B==0 && dir ==0) dir ='L';
else if(End_A ==0 && Enc_B==0 && dir !=0xff)  //当扭到A和B都在低电平状态时执行处理相应的方向,此为第二次扫描
{
if(dir =='L')
{
ScanResult = -1;
dir=0xff;
}else if(dir =='R')
{
ScanResult = 1;
dir=0xff;
}

}
}else if(EC11_Type == 1) //两定位一脉冲
{ //两定位一脉冲的,定位卡,间隔的定位卡位上的A和B电平是有两种电平状态的,一格A和B都为高电平,一格A和B都为低电平
if(Enc_A == 1 && Enc_B == 1) dir = 1; //两定位一脉冲编码的当前定位状态1,A和B同时都为高电平
else if(Enc_A == 0 && Enc_B == 0) dir = 0;  //两定位一脉冲编码的的当前定位状态2,A和B同时都为高电平
else if((Enc_A ==0 && Enc_B==1 && dir==1)||(Enc_A ==1 && Enc_B==0 && dir==0)) dir = 'R'; //对应两种定位电平判断方向
else if((Enc_A ==1 && Enc_B==0 && dir==1)||(Enc_A ==0 && Enc_B==1 && dir==0)) dir = 'L'; //对应两种定位电平判断方向
else if(dir != 0xFF ) //由于一格只能半个脉冲变化,不能像一定位一脉冲哪样,两状态扫描才进入处理确定方向
{
if(dir =='L')
{
ScanResult = -1;
dir=0xFF;
}else if(dir =='R')
{
ScanResult = 1;
dir=0xFF;
}

}
}
if(Enc_S == 0) //按键被按下
{
if(ScanResult == 0) ScanResult = 2; //只按下了按键
else if(ScanResult == 1) ScanResult = 3; //按下按键同时正转
else if(ScanResult == -1) ScanResult = -3; //按下按键同时反转
}
   return ScanResult;
}

通过扫描得到编码器上的动作返回值,进行下一步的动作分析处理
按键还得应该加入消抖计数,对于按键还可以进一步处理单击,双击,短按,长按等处理

seek · 发表于 2018-4-5 20:47:16

好段子，在线学习了！

Kowalski · 发表于 2018-4-6 11:30:33

感谢楼主分享~~~

jinanyuanyue · 发表于 2018-4-7 15:24:19

感谢楼主无私奉献，我也对此很感兴趣，希望能贴出电路原理图让大家学习下

changjianguo · 发表于 2018-4-7 17:28:42

jinanyuanyue 发表于 2018-4-7 15:24
感谢楼主无私奉献，我也对此很感兴趣，希望能贴出电路原理图让大家学习下

旋转编码器接线图：

88gmj88 · 发表于 2018-4-8 11:17:05

感谢楼主分享，网上编码开关程序试过，不好用啊，试试楼主的

yuzhenyu · 发表于 2018-4-10 17:53:32

多年前做程序猿时，用到过旋转编码器

tjwjd · 发表于 2018-8-25 12:19:40

不错的设计，楼主能给个判断旋转方向的程序吗？先谢谢了。

bis · 发表于 2018-8-25 12:35:41

51速度太慢了，工业上快速运转的Quadrature encoder还是要用带专用接口的单片机。

changjianguo · 发表于 2018-8-26 09:43:27

tjwjd 发表于 2018-8-25 12:19
不错的设计，楼主能给个判断旋转方向的程序吗？先谢谢了。

这个就是判断旋转方向的，返回字符'R'表示向右旋转了，返回字符'L'表示向左旋转了，返回0表示没旋转

tjwjd · 发表于 2018-8-26 22:26:11

changjianguo 发表于 2018-8-26 09:43
这个就是判断旋转方向的，返回字符'R'表示向右旋转了，返回字符'L'表示向左旋转了，返回0表示没旋转

谢谢了，这几天用PLC做个水闸的程序，正好参考一下。

tangyinghui · 发表于 2019-2-19 17:08:59

http://www.crystalradio.cn/forum ... p;extra=&page=1
楼主，箱自制一个DDS信号发生器，想把按钮调节，改成旋转编码开关调节。带按钮的那种，按下按钮调节块一些。
我不会这个，能帮忙吗？
图片传不上。请移步链接

ddzx · 发表于 2019-2-23 22:30:16

这个早没看到，有空一定试一下。谢谢楼主分享

leonli8012 · 发表于 2019-2-24 21:49:48

支持一下，顺便mark，正好想做一个用编码器的实验项目，能用的上这段代码

清风碧雪 · 发表于 2019-2-25 03:10:11

学习了，不错，谢谢分享，有时间实践一下。

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