編碼器的應用電路（一）

如圖所示。

圖：參考應用電路圖

編碼器的應用電路（二）

用單片機實現編碼器VD5026的軟件設計與應用

VD5026-4的每組串行數據輸出波形由同步脈沖、12位加密地址（和控制數據）及1位停止位組成。編碼脈沖輸出順序為AO～A7、A8/DO～All/D3，每組串行數據輸出至少4次。掌握了串行數據的輸出格式及其數據的校驗方式、脈沖周期、脈沖的占空比及其對應的數據關系后，按編碼脈沖輸出的要求編寫應用程序，使單片機實現編碼器的功能。模擬編碼器程序框圖如下圖所示。

用該技術設計的紅外遙控鍵盤，已應用于“彩色遙控監視系統”上。遙控鍵盤原理如下圖所示。

本電路采用單片機AT89C2051，是一種高性價比單片機，器件采用80C31內核，指令系統和引腳與MCS-51TM全兼容。內有2KB可重復編程閃爍存儲器，編程次數可擦／寫1000次，數據保存10年。

解碼器VD5027有4位數據輸出，可譯出16個狀態，滿足3×4鍵盤要求。

單片機查詢到有一鍵按下，便產生與此鍵值對應的編碼脈沖。該編碼脈沖信號用38kHz脈沖信號進行調制，通過發射管（SE303A）發射出去。紅外接收二極管（PH302B）將接收到的紅外信號變為電信號，經紅外遙控接收器CX20106放大檢波后變為脈沖電信號。該信號再經整形放大后，還原為與該鍵值對應的編碼脈沖輸出，并送到解碼器VD5027的14腳DIN輸入端。

當VD5027接收到第一串編碼脈沖信號時，若其與VD5027所設的地址完全一致，則將傳送來的DO-D3四位數據碼送入寄存器（并由串行碼變為并行碼）。當第二串相同的編碼脈沖信號到來時，再次經過核對。若地址無誤，控制數據與第一次的相符，則VD5027中的邏輯控制電路發出一控制信號，將寄存器的控制數據打入鎖存器并輸出到VD5027的DO～D3端。同時，TV端由低電平變為高電平，表示解碼有效。

主機收到有效解碼信號后，讀來自VD5027的輸出數據DO～D3，譯出鍵值的代碼，執行相應操作。

1、編碼器的分類

按產品結構分為：編碼器元件和編碼器組件;

按使用方式分為：旋轉式和直線式;

按技術原理分為：接觸式（電刷機械接觸）和非接觸式（含有：光學式、光電感應式、磁感應式、磁電感應式…）;

按工作原理分為：增量型和絕對型。

2、部分編碼器元件產品（圖一）

（圖一：編碼器元件）

3、編碼器元件工作原理

本文將對增量型編碼器和絕對型編碼器的工作原理和應用進行介紹。

在編碼器的本體（脈沖碼盤）中預先根據不同的產品要求，制作金屬導通區與塑膠絕緣區，導通區與絕緣區的角度、形狀大小，決定著產品最終的信號輸出形式。

3.1、增量型編碼器

在旋轉過程中，能輸出二組或二組以上，有周期性變化并有相位時序差的編碼器。

（1）產品特點：

a）可以360度旋轉;

b）在旋轉過程中，能夠產生高、低電平周期性變化的輸出信號，沒有固定的起始點和終點;

c）能在任一位置停下或起步;

d）使用時，一般不注重停下位置的結果，只強調過程的信號變化。

（2）產品構造：

該產品主要由軸芯、本體、支架、定位片、接觸刷等組成。

（3）輸出信號：

通過旋轉軸芯帶動接觸刷，產生通、斷，輸出二組或二組以上，有周期性變化并有相位時序差的脈沖信號。

a）輸出二組信號時，一般分為：A相、B相，相位間的相位差為相互延遲1/4脈沖周期，根據通斷的先后順序，判斷產品的旋轉方向（信號遞增或遞減），如圖二所示：

圖二：二組信號方波

b）輸出三組信號時，一般分為：A相、B相C相，通過三組信號的通斷先后順序（時間差）來判定信號的遞增或遞減，三組信號在導通的狀態時互不相交，從而使成品的相位差相對變大。信號增減更易識別，更穩定，不易出現亂碼，如圖三所示：

圖三：三組信號方波

（4）如何判斷旋轉方向及計數

根據脈沖信號的輸出的特點，常用的判斷方式有以下二種（詳見圖四所示）：

a）比較法

在一個脈沖周期內，A、B相可以用四種運動時序表示，正轉時為：11、01、00、10;反轉時為：11、10、00、01，把此輸出值保存起來，與下一個A、B相輸出值做比較，即可得出運動方向（如果A、B相輸出11后輸出01，則為順時針;如果輸出11后輸出10，則為逆時針）。

這種方式對產品的要求較高，不易產生誤碼，但每次均需從11狀態開始。

b）邊沿觸發

由高電平向低電平變化的瞬間稱為下降沿，由低電平向高電平變化的瞬間稱為上升沿。如果A相輸出為下降沿時，B相出現一個高電平，這時為順時針旋轉;當A相輸出為下降沿時，B相出現一個低電平，這時為逆時針方向旋轉。長：15cm文字體如：switching小五號

（圖四：比較法、邊沿觸發）

3.2、絕對型編碼器

在每個定位處輸出與位置相對應的二進制代碼的編碼器。

（1）產品特點：

a）產品上設定每個檔位固定的信號輸出方式，分別為0、1組合，應用此代碼輸出信號，可進行各種不同功能的設計;

b）正轉、反轉到同一檔位時，輸出的信號是一致的;

c）使用時，一般不考慮中間運動過程，只注重停止位置的輸出信號。

（2）產品構造：

主要由軸芯、本體、支架、定位片、接觸刷等組成。它與增量型旋轉編碼器的最大差異是本體接觸片的形狀。

（3）輸出信號：

通過編碼器的旋轉運動，在停止位置產生出有規則對應的固定編碼信號，如表一所示：

表一：絕對型編碼信號

4、編碼器的產品應用及一般應用電路

編碼器元件應用領域有：功放、音響、調音臺、汽車音響、對講機、電臺、鼠標、鍵盤、示波器、微波爐、電磁爐、洗衣機、空調等。