如何读取旋转编码器 C++

旋转编码器是一种常用的旋转位置检测器，在机器人、工业自动化等领域广泛应用。本文将介绍如何在 C++ 程序中读取旋转编码器并获取旋转位置。

1. 配置硬件

首先需要将旋转编码器连接到你的硬件平台上。旋转编码器一般有两个输出信号 A 和 B，分别对应旋转方向的正逆和旋转位置的累加。你需要将这两个信号连接到一个支持中断的 IO 引脚上，并配置中断触发方式为上升/下降沿触发。

2. 编写中断服务函数

中断服务函数是当旋转编码器的 A 或 B 信号电平发生变化时被调用的。在中断服务函数中，我们需要判断旋转编码器当前的旋转方向，并更新累加的旋转位置。

// 定义全局变量保存旋转位置
volatile int encoder_position = 0;

void encoder_isr() {
  // 读取 A 和 B 信号电平状态
  bool a = digitalRead(encoder_A_pin);
  bool b = digitalRead(encoder_B_pin);
  // 根据旋转方向更新旋转位置
  if (a == b) {
    encoder_position++;
  } else {
    encoder_position--;
  }
}

在中断服务函数中需要注意一些细节。首先是使用了 volatile 关键字修饰全局变量 encoder_position，表示该变量在中断服务函数和主函数中都可能被修改，避免编译器对该变量进行一些优化，导致错误的结果。其次是需要读取旋转编码器的 A 和 B 信号电平状态，这里使用 digitalRead() 函数读取 IO 引脚的电平状态。

3. 初始化中断服务函数

在主函数中需要初始化中断服务函数，并启用中断。

void setup() {
  // 初始化 IO 引脚
  pinMode(encoder_A_pin, INPUT);
  pinMode(encoder_B_pin, INPUT_PULLUP);
  // 配置中断触发方式为上升/下降沿
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoder_A_pin), encoder_isr, CHANGE);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoder_B_pin), encoder_isr, CHANGE);
  // 启用中断
  interrupts();   
}

在主函数中使用 attachInterrupt() 函数初始化并启用中断服务函数。该函数需要传入三个参数：中断触发的 IO 引脚、中断服务函数、中断触发的方式。这里使用了 digitalPinToInterrupt() 函数将 IO 引脚转换成对应的中断编号。最后使用 interrupts() 函数启用中断。

4. 读取旋转位置

在需要获取旋转位置的时候，我们可以直接读取全局变量 encoder_position 的值，该值表示旋转位置的累加值。

// 读取旋转位置
int position = encoder_position;

5. 总结

本文介绍了如何在 C++ 程序中读取旋转编码器，并获取旋转位置。以上仅为一种实现方式，实际情况中可能需要根据具体硬件平台和需求进行相应的调整。