ESP32（IDF）EC11旋转编码器使用总结

Posted 2022-01-03 _Hello_WXY

ESP32（IDF）EC11旋转编码器使用总结

• 一、调试过程中遇到的问题
• 二、硬件
• 三、电路
• • 接线说明：
• 四、工作原理
• • 正转波形
  • 反转波形
• 五、判断正反转
• • 法一
  • • 代码实现
    • 结果
  • 法二
  • 法三
  • • 代码实现
    • 结果
• 结语

一、调试过程中遇到的问题

1.正反转判断方法。
2.旋转一格，输出多个脉冲。

二、硬件

主控：ESP32-S2

EC11旋转编码器

三、电路

接线说明：

1.三脚的一边，中间脚接GND，两侧脚接中断I/O。
2.两脚一边，相当于一个按键，按下后两脚导通，所以一脚上拉接I/O，另一脚接GND，正常I/O为高电平，按下后变成低电平，由此来判断是否按下。

四、工作原理

旋转时，编码器会输出脉冲波形。正反转的波形时序不同，以此来判断正反转。

正转波形

黄色为5脚（DT）,蓝色为3脚（CLK）

反转波形

五、判断正反转

法一

网上找的方法最简单的是，以DT或者CLK一脚的脉冲为中断信号，发生中断后去读另一脚的电平状态，通过另一脚的电平高低状态判断正反转。我也试了该方法。

我是以蓝色（CLK）作为中断信号，发生上升沿中断后去读黄色波形电平，黄色为高电平，则正转。黄色为低电平，则反转。

代码实现

配置上升沿中断，启动一个任务一直等待检测消息队列中是否有新事件，中断函数中向消息队列添加事件。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/gpio.h"
#define EC11_GPIO_SCL 10
#define EC11_GPIO_DAT 11
static xQueueHandle gpioEventQueue = NULL;

static void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)

    uint32_t gpio_num = (uint32_t) arg;
    xQueueSendFromISR(gpioEventQueue, &gpio_num, NULL);


static void gpio_task_example(void* arg)

    uint32_t io_num;
    for(;;) 
        if(xQueueReceive(gpioEventQueue, &io_num, portMAX_DELAY)) 
            if(gpio_get_level(EC11_GPIO_DAT))
            
            	printf("+ turn\\n");
			
			else
				 printf("- turn\\n");          
    


void app_main(void)

    printf("Hello EC11!\\n");
    gpio_config_t gpio_10 = //IO配置为中断
        .pin_bit_mask = 1ULL << EC11_GPIO_SCL,
        .mode = GPIO_MODE_INPUT,
        .intr_type = GPIO_INTR_POSEDGE,//上升沿
        .pull_up_en = 1,//上拉
    ;
    gpio_config(&gpio_10);//配置
    gpioEventQueue = xQueueCreate(10, sizeof(uint32_t));
    xTaskCreate(gpio_task_example, "gpio_task_example", 2048, NULL, 1, NULL);    
    gpio_install_isr_service(0);
    gpio_isr_handler_add(EC11_GPIO_SCL, gpio_isr_handler, (void*)EC11_GPIO_SCL);
    while(1)
    
        vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS);
    

结果

正反转不能准确判断，个人觉得是因为发生中断后去读另一个io电平不够及时。黄色（DT）脉冲低电平只持续2ms，而中断发生后是向消息队列中写事件，然后再在事件处理任务中检测正反转，这期间的任务切换估计花费的时间较长，导致读取到的电平不准确。（完全个人凭经验猜测，如果不对，请指正）

法二

不用消息队列，在中断函数中直接去读取电平。（貌似是中断函数中不能打印log，才使用消息队列的），因为我没有其他外设来展现正反转，所以必须打印，该方法没有亲自实验，如果有大佬实验了，请告知是否可行。

法三

我使用的另一种方法是，两脚都接中断，检测下降沿，根据两引脚中断的先后顺序，判断正反转。

代码实现

创建一个定时清标志位的任务，既可以复位标志，又可以控制旋转检测的频率（转好几格都按一次处理）。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/gpio.h"
#define EC11_GPIO_SCL 10
#define EC11_GPIO_DAT 11
static u_int8_t count = 0;
static xQueueHandle gpioEventQueue = NULL;

static void time_out_task(void *arg)

    vTaskDelay(200 / portTICK_PERIOD_MS);
    count = 0;
    vTaskDelete(NULL);


static void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)

    uint32_t gpio_num = (uint32_t) arg;
    xQueueSendFromISR(gpioEventQueue, &gpio_num, NULL);


static void gpio_task_example(void* arg)

    uint32_t io_num;
    for(;;) 
        if(xQueueReceive(gpioEventQueue, &io_num, portMAX_DELAY)) 
            // printf("GPIO[%d] intr, val: %d\\n", io_num, gpio_get_level(io_num));
            if(io_num == EC11_GPIO_SCL)
                            
                if(count == 1)
                
                    count = 3;
                    printf("+ turn\\n");
                
                else if(count == 0)
                
                    count = 2;
                    xTaskCreate(time_out_task, "time_out_task", 2048, NULL, 2, NULL);
                                                  
             
            else if(io_num == EC11_GPIO_DAT)
            
                if(count == 2)
                
                    count = 3;
                    printf("- turn\\n");
                
                else if(count==0)
                    count = 1;
                    xTaskCreate(time_out_task, "time_out_task", 2048, NULL, 2, NULL);
                
                       
        
    


void app_main(void)

    printf("Hello EC11!\\n");
    gpio_config_t gpio_10 = 
        .pin_bit_mask = 1ULL << EC11_GPIO_SCL,
        .mode = GPIO_MODE_INPUT,
        .intr_type = GPIO_INTR_NEGEDGE,
        .pull_up_en = 1,
    ;
    gpio_config_t gpio_11 = 
        .pin_bit_mask = 1ULL << EC11_GPIO_DAT,
        .mode = GPIO_MODE_INPUT,
        .intr_type = GPIO_INTR_NEGEDGE,
        .pull_up_en = 1,
    ;
    gpio_config(&gpio_10);
    gpio_config(&gpio_11);
    gpioEventQueue = xQueueCreate(10, sizeof(uint32_t));
    xTaskCreate(gpio_task_example, "gpio_task_example", 2048, NULL, 1, NULL);    
    gpio_install_isr_service(0);
    gpio_isr_handler_add(EC11_GPIO_SCL, gpio_isr_handler, (void*)EC11_GPIO_SCL);
    gpio_isr_handler_add(EC11_GPIO_DAT, gpio_isr_handler, (void*)EC11_GPIO_DAT);
    while(1)
    
        vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS);
    

结果

判断非常准确，快速旋转时，可能转好几格都只按一次旋转处理了，可以调超时任务的处理周期解决。

结语

如果该文章对你有所帮助，希望能一件三连。