【红色飓风Nano二代测评】旋转编码器
0赞旋转编码器在数控机床、小车等对于保持一定精度的速度控制或者位置控制系统的检测器件。还记得第一次接触旋转编码器，是大三的时候，那个时候学校正在组织PLC大赛，其中有一题就是编写AB相编码器的驱动。今天偶然在实验室清理东西的时候，发现了一个旋转编码器，那就通过它谢谢nano开发板的测评吧！
我这里使用的是一个增量式的旋转编码器，也就是当编码器旋转时，会有相应的相位输出。其计数的起点可以从任意位置开始设定，可以实现多圈的无限累加和测量。一般的增量式的编码器会有一个Z信号，编码器每转一圈就发出一个脉冲的Z信号，作为参考机械零位。也就是说我们只用检测Z信号的频率就可以知道编码器的转速了。但是这样做的话，分辨率不是很高，为了提高分辨率，我们一般是使用带90度相位差的A、B两路信号。我这个编码器上面有一个参数显示的是“Resolution 2000P/R”，我这个的分辨率就是2000.
我曾经在一个做数控机床厂上班的时候，他们那边也用到了旋转编码器，但是他们不是用的FPGA驱动，也不是用的单片机，居然是在一块10cm*15cm的电路板上面，几乎摆满了一些数字芯片，就用这些东西做的，后来我问他们为啥要用这么多的数字芯片，他们给我的答复是，这个模块是一二十年前的了！估计那个时候单片机啊FPGA啊什么的还没有普及哦。科技在进步，现在FPGA驱动这个旋转编码器也就20个逻辑门左右。
如下图1所示，是当编码器旋转的时候发出来的波形。
图1 AB相计数
从图中我们可以看出，当A相的脉冲的下降沿对应的是B脉冲的高电平的时候，我们认为编码器为正向旋转，当A相的脉冲下降沿对应的是B脉冲的低电平的时候我们认为编码器为反向旋转；同理，当B脉冲的上升沿对应的A脉冲的高电平的时候，为正转，B脉冲的上升沿对应的A脉冲的低电平的时候，为反转。。。。后面的大家可以自行去归纳。
源码如下：
module ENCODER
(
input clk,
input rst_n,
input inA,
input inB,
output[7:0] led
//output[47:0] COUNTDat
);
reg[2:0] Arr,Brr;
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
begin
Arr <= 3'd0;
Brr <= 3'd0;
end
else
begin
Arr <= {Arr[1:0],inA};
Brr <= {Brr[1:0],inB};
end
end
wire RA = (Arr[2:1] == 2'b01); //获取A相上升沿
wire FA = (Arr[2:1] == 2'b10); //获取A相下降沿
wire RB = (Brr[2:1] == 2'b01); //获取B相上升沿
wire FB = (Brr[2:1] == 2'b10); //获取B相下降沿
reg[31:0] COUNT;
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
begin
COUNT <= 32'd0;
end
else if((RA & (!inB)) || (FA & ( inB)) || (RB & ( inA)) || (FB & (!inA)))
begin
COUNT <= COUNT + 1'b1;
end
else if((RA & ( inB)) || (FA & (!inB)) || (RB & (!inA)) || (FB & ( inA)))
begin
COUNT <= COUNT - 1'b1;
end
end
//assign COUNTDat = {8'HAA,COUNT,8'H55};
assign led = COUNT[15:8]; //通过LED观察数据
endmodule
nano开发板上面的引脚对于如下：
NET "clk" LOC = "M9" ;
NET "rst_n" LOC = "P7" ;
NET "led[0]" LOC = "M12" ;
NET "led[1]" LOC = "L12" ;
NET "led[2]" LOC = "L13" ;
NET "led[3]" LOC = "M14" ;
NET "led[4]" LOC = "R12" ;
NET "led[5]" LOC = "T12" ;
NET "led[6]" LOC = "T13" ;
NET "led[7]" LOC = "T14" ;
NET "inA" LOC = "R16" ;
NET "inB" LOC = "T15" ;
下面是正转效果图：
下面是反转效果图：
