中斷方式驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器

旋轉(zhuǎn)編碼器是一種位置傳感器，可將旋鈕的角位置（旋轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)換為用于確定旋鈕旋轉(zhuǎn)方向的輸出信號(hào)。

由于其堅(jiān)固性和良好的數(shù)字控制；它們被用于許多應(yīng)用中，包括機(jī)器人技術(shù)，CNC機(jī)器和打印機(jī)。

旋轉(zhuǎn)編碼器有兩種類(lèi)型-絕對(duì)式和增量式。絕對(duì)編碼器為我們提供旋鈕的精確位置（以度為單位），而增量編碼器報(bào)告軸已移動(dòng)了多少增量。

編碼器內(nèi)部是一個(gè)槽形磁盤(pán)，該磁盤(pán)連接到公共接地引腳C以及兩個(gè)接觸針A和B。旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，A和B根據(jù)旋轉(zhuǎn)旋鈕的方向以特定順序與公共接地引腳C接觸。

當(dāng)它們接觸公共接地時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)一個(gè)引腳先于另一引腳接觸時(shí)，這些信號(hào)就會(huì)彼此錯(cuò)開(kāi)90°。這稱(chēng)為 正交編碼 。

順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，首先連接A引腳，然后連接B引腳。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，首先連接B引腳，然后連接A引腳。

通過(guò)跟蹤每個(gè)引腳何時(shí)與地面連接或與地面斷開(kāi)，我們可以使用這些信號(hào)變化來(lái)確定旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向。您可以通過(guò)在A更改狀態(tài)時(shí)觀察B的狀態(tài)來(lái)做到這一點(diǎn)。

我們搭建電路，如下：

載入方案

我們使用的開(kāi)發(fā)板是 R128-Devkit，需要開(kāi)發(fā) C906 核心的應(yīng)用程序，所以載入方案選擇r128s2_module_c906

$ source envsetup.sh 
$ lunch_rtos 1

勾選 GPIO 驅(qū)動(dòng)

mrtos_menuconfig 找到下列驅(qū)動(dòng)

Drivers Options  --- >
    soc related device drivers  --- >
            GPIO devices --- >
                [*] enable GPIO driver
                [*] enbale GPIO hal APIs Test command

編寫(xiě)程序

打開(kāi)你喜歡的編輯器，修改文件：lichee/rtos/projects/r128s2/module_c906/src/main.c

引入頭文件

#include < hal_gpio.h >

使用 GPIO 配置引腳

配置 GPIO 的上下拉狀態(tài)

使用 hal_gpio_set_pull(gpio_pin_t pin, gpio_pull_status_t pull); 來(lái)設(shè)置。這里我們?cè)O(shè)置 PA25 引腳為默認(rèn)上拉狀態(tài)。

hal_gpio_set_pull(GPIOA(25), GPIO_PULL_UP);

配置 GPIO 輸入輸出模式

使用 hal_gpio_set_direction(gpio_pin_t pin, gpio_direction_t direction); 來(lái)設(shè)置 GPIO 的輸入輸出模式，這里配置為輸入模式。

hal_gpio_set_direction(GPIOA(25), GPIO_DIRECTION_INPUT);

配置 GPIO 的 MUX 功能

GPIO 通常有多種功能，需要配置 MUX 選擇需要的功能，使用 hal_gpio_pinmux_set_function(gpio_pin_t pin, gpio_muxsel_t function_index); 來(lái)設(shè)置 GPIO 的復(fù)用功能，這里配置為GPIO 輸入模式（GPIO_MUXSEL_IN）

hal_gpio_pinmux_set_function(GPIOA(25), GPIO_MUXSEL_IN);

獲取 GPIO 的電平

使用 int hal_gpio_get_data(gpio_pin_t pin, gpio_data_t *data); 來(lái)獲取 GPIO 的電平

gpio_data_t gpio_data;
hal_gpio_get_data(GPIOA(25), &gpio_data);

申請(qǐng)配置中斷

使用 hal_gpio_to_irq 方法來(lái)申請(qǐng)中斷號(hào)。hal_gpio_irq_request 綁定中斷服務(wù)，hal_gpio_irq_enable 啟用中斷。這里配置一個(gè)

// 存放中斷號(hào)
uint32_t irq_clk;
// 申請(qǐng)中斷號(hào)
ret = hal_gpio_to_irq(ENC_CLK, &irq_clk);
if (ret < 0){
    printf("gpio to irq error, irq num:%d error num: %dn", irq_clk, ret);
}

// 綁定中斷處理函數(shù)
ret = hal_gpio_irq_request(irq_clk, gpio_irq_encode, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, NULL);
if (ret < 0){
    printf("request irq error, irq num:%d error num: %dn", irq_clk, ret);
}

// 啟用中斷
ret = hal_gpio_irq_enable(irq_clk);
if (ret < 0){
    printf("request irq error, error num: %dn", ret);
}

完整代碼

#include < stdio.h >
#include < stdint.h >
#include < string.h >
#include < unistd.h >
#include "interrupt.h"
#include < portmacro.h >
#include < cli_console.h >
#include < aw_version.h >
#include < hal_time.h >
#include < hal_gpio.h >

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "tinatest.h"

extern int amp_init(void);

// 定義旋轉(zhuǎn)編碼器的引腳
#define ENC_CLK GPIOA(24)
#define ENC_DT GPIOA(25)
#define ENC_SW GPIOA(29)

// 相關(guān)全局變量存儲(chǔ)
int encode_counter = 0;
int encode_current_clk;
int encode_lask_clk;
int current_dir = 0;

// 編碼器中斷處理函數(shù)
static hal_irqreturn_t gpio_irq_encode(void *data)
{
    // 獲取引腳的高低電平狀態(tài)
    gpio_data_t clk_value = GPIO_DATA_LOW;
    gpio_data_t dt_value = GPIO_DATA_LOW;
    hal_gpio_get_data(ENC_DT, &dt_value);
    hal_gpio_get_data(ENC_CLK, &clk_value);
    
    // 判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)狀態(tài)
    encode_current_clk = clk_value;
    if (encode_current_clk != encode_lask_clk && encode_current_clk == 1){
        // 判斷正反轉(zhuǎn)
        if (dt_value != encode_current_clk) {
            // 正轉(zhuǎn)
            encode_counter ++;
            current_dir = 1;
        } else {
            // 反轉(zhuǎn)
            encode_counter --;
            current_dir = -1;
        }
        printf("Direction = %d, Counter = %dn", current_dir, encode_counter);
    }
    // 刷新當(dāng)前狀態(tài)
    encode_lask_clk = encode_current_clk;
    return 0;
}

void cpu0_app_entry(void *param)
{
    int ret = 0;
    
    // 初始化系統(tǒng)資源
    amp_init();

    // A24 - > CLK, A25 - > DT. A29 - > SW
    hal_gpio_set_pull(ENC_CLK, GPIO_PULL_DOWN_DISABLED);
    hal_gpio_set_direction(ENC_CLK, GPIO_DIRECTION_INPUT);
    hal_gpio_pinmux_set_function(ENC_CLK, GPIO_MUXSEL_IN);

    // 獲取初始編碼器 CLK 狀態(tài)
    gpio_data_t clk_data;
    hal_gpio_get_data(ENC_CLK, &clk_data);
    encode_lask_clk = clk_data;

    hal_gpio_set_pull(ENC_DT, GPIO_PULL_DOWN_DISABLED);
    hal_gpio_set_direction(ENC_DT, GPIO_DIRECTION_INPUT);
    hal_gpio_pinmux_set_function(ENC_DT, GPIO_MUXSEL_IN);

    // 存放 CLK，DT 中斷號(hào)
    uint32_t irq_clk, irq_dt;

    // 申請(qǐng) ENC_CLK 為中斷引腳，跳變觸發(fā)
    ret = hal_gpio_to_irq(ENC_CLK, &irq_clk);
    if (ret < 0){
        printf("gpio to irq error, irq num:%d error num: %dn", irq_clk, ret);
    }
    // 綁定中斷處理函數(shù)
    ret = hal_gpio_irq_request(irq_clk, gpio_irq_encode, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, NULL);
    if (ret < 0){
        printf("request irq error, irq num:%d error num: %dn", irq_clk, ret);
    }
    // 啟用中斷
    ret = hal_gpio_irq_enable(irq_clk);
    if (ret < 0){
        printf("request irq error, error num: %dn", ret);
    }

    // 申請(qǐng) ENC_DT 為中斷引腳，跳變觸發(fā)
    ret = hal_gpio_to_irq(ENC_DT, &irq_dt);
    if (ret < 0){
        printf("gpio to irq error, irq num:%d error num: %dn", irq_dt, ret);
    }
    // 綁定中斷處理函數(shù)
    ret = hal_gpio_irq_request(irq_dt, gpio_irq_encode, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, NULL);
    if (ret < 0){
        printf("request irq error, irq num:%d error num: %dn", irq_dt, ret);
    }
    // 啟用中斷
    ret = hal_gpio_irq_enable(irq_dt);
    if (ret < 0){
        printf("request irq error, error num: %dn", ret);
    }

    vTaskDelete(NULL);
}

結(jié)果

旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)編碼器即可看到計(jì)數(shù)變化