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不同的方法來理解編碼器的絕對定位

王林

發布： 2024-01-18 09:50:07

原創

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不同的方法來理解編碼器的絕對定位

編碼器是一種常用的位置感測器，可以用來測量旋轉和線性運動的位移，並將其轉換為數位訊號。編碼器的絕對定位功能可以讓我們精確地知道物體的位置，因此在許多領域都有廣泛的應用，例如機器人、汽車、醫療儀器等等。

理解編碼器絕對定位的方法有很多種，其中比較常見的有以下幾種：

#二進位編碼方法

##二進位編碼方法是一種將實體運動轉換為數位訊號的方式。編碼器透過一個位置感測器來偵測物體是否移動，並根據物體移動的位置改變其輸出的數位編碼。每個數字編碼對應的是一個唯一的物理位置，因此我們可以透過讀取編碼器的輸出來確定物體的位置。

下面是一個用Arduino實作的二進位編碼器範例程式碼：

const int encoderPinA = 2;
const int encoderPinB = 3;
volatile int encoderPos = 0;
volatile bool aSet = false;
volatile bool bSet = false;

void setup() {
  pinMode(encoderPinA, INPUT);
  pinMode(encoderPinB, INPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinA), updateEncoderA, CHANGE);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinB), updateEncoderB, CHANGE);
}

void loop() {
  // 读取编码器当前位置
  int newPos = encoderPos;
  Serial.println(newPos);
}

void updateEncoderA() {
  aSet = digitalRead(encoderPinA);
  if (aSet && !bSet) {
    encoderPos++;
  } else if (!aSet && bSet) {
    encoderPos--;
  }
  bSet = digitalRead(encoderPinB);
}

void updateEncoderB() {
  bSet = digitalRead(encoderPinB);
  if (bSet && !aSet) {
    encoderPos--;
  } else if (!bSet && aSet) {
    encoderPos++;
  }
  aSet = digitalRead(encoderPinA);
}

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下面是一個使用Shift Register 74HC595實作的格雷碼編碼器範例程式碼：

const int encoderPinClock = 4;
const int encoderPinData = 5;
const int encoderPinLatch = 6;

unsigned int encoderValue = 0;

void setup() {
  pinMode(encoderPinClock, OUTPUT);
  pinMode(encoderPinData, OUTPUT);
  pinMode(encoderPinLatch, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 读取编码器当前位置
  unsigned int newPos = 0;
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    digitalWrite(encoderPinLatch, LOW);
    shiftOut(encoderPinData, encoderPinClock, MSBFIRST, 1 << i);
    digitalWrite(encoderPinLatch, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    newPos |= digitalRead(encoderPinData) << i;
  }
  encoderValue = newPos;
  Serial.println(encoderValue);
}

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PWM編碼方法

##PWM編碼方法利用了脈衝寬度調變的原理，將編碼器的輸出訊號轉換為脈衝訊號。每個脈衝寬度對應一個位置，因此我們可以透過讀取脈衝寬度來確定位置。

下面是使用ESP32的PWM模組實現的PWM編碼器範例程式碼：

const int encoderPin = 5;
volatile int encoderPos = 0;
volatile unsigned long lastPulseTime = 0;

void IRAM_ATTR pulseHandler() {
  unsigned long pulseTime = micros();
  if (pulseTime - lastPulseTime > 10) {
    if (digitalRead(encoderPin) == HIGH) {
      encoderPos--;
    } else {
      encoderPos++;
    }
    lastPulseTime = pulseTime;
  }
}

void setup() {
  pinMode(encoderPin, INPUT);
  attachInterrupt(encoderPin, pulseHandler, CHANGE);
  ledcSetup(0, 5000, 8);
  ledcAttachPin(encoderPin, 0);
}

void loop() {
  // 读取编码器当前位置
  int newPos = map(ledcRead(0), 0, 255, -100, 100);
  encoderPos = newPos;
  Serial.println(encoderPos);
}

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總結

以上是三種常見的編碼器絕對定位方法的程式碼範例。透過理解編碼器的工作原理，我們可以更了解如何應用它來實現精確定位，從而在機器人、汽車、醫療儀器等領域提高生產效率和品質。

以上是不同的方法來理解編碼器的絕對定位的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！