【小脚丫Step FPGA】旋转式编码开关----微风细雨

chy520cvv · 发表于 2015-12-11 09:13:41

小型旋转编码器，又称旋转编码开关，是指具有一组有规律且严格时序脉冲的开关电子元器件。通过与IC的配合，起到递增，递减，翻页等功能，例：鼠标的翻页，菜单的选择，音响的声音与调节，频率的调节，多仕炉的温度调节，医用器械的频率调节等。
   按结构可将其分为机械式旋转编码开关和光电式旋转编码开关。所谓机械式旋转编码开关，是指通过信号配合零件的规律转动或（移动）形成触点接触而产生规律脉冲的编码产品，其寿命具有较大的局限性；光电式旋转编码开关，是指通过光源耦合，形成的无接触点接触而产生规律脉冲的编码产品，其寿命极长。
   本节实验采用的是Pmod模块，先介绍一下开关结构。
   旋转编码结构：

由于是机械结构，所以开关输出波形存在抖动。开关向右旋转时，A,B输出波形如下。可见A相波形先由低变高，或者说A相超前B相。

   当开关向左旋转时，波形类似，区别在于B输出波形，先由低变高，或者说A相滞后于B相。
   这样理解可能有点晦涩，那可以简单描述为，在A相的上升沿，若B相为低电平，则开关向右旋转。同理，在A相的上升沿，若B相为高电平，则开关向左旋转。
   旋转编码原理理解后，再看看开关自带的按键。只是一个按键下拉输出而已，结构如下：

理解其原理之后，代码方面就简单许多。关键代码如下：
always@(posedge clk,posedge rst)begin if(rst)begin A_Debounce_reg <= 1'b1; end else begin A_Debounce_reg <= A_Debounce; end end assign A_pos = !A_Debounce_reg && A_Debounce; assign A_neg = A_Debounce_reg && !A_Debounce; always@(posedge clk,posedge rst)begin if(rst)begin rotary_right <= 1'b1; rotary_left <= 1'b1; end else begin if(A_pos && !B_Debounce)begin rotary_right <= 1'b1; end if(A_pos && B_Debounce)begin rotary_left <= 1'b1; end if(A_neg && B_Debounce)begin rotary_right <= 1'b0; end if(A_neg && !B_Debounce)begin rotary_left <= 1'b0; end end end always@(posedge clk,posedge rst)begin if(rst)begin rotary_right_reg <= 1'b1; rotary_left_reg <= 1'b1; end else begin rotary_right_reg <= rotary_right; rotary_left_reg <= rotary_left; end end assign rotary_right_pos = !rotary_right_reg && rotary_right; assign rotary_left_pos = !rotary_left_reg && rotary_left; assign rotary_event = rotary_right_pos || rotary_left_pos;代码解释：
A,B两相经过消抖，得到稳定的A_Debounce和B_Debounce。旋转的判断都是基于这两个消抖后的信号。根据之前的原理分析，在A相上升沿，B相为低电平时，将右转信号赋值为高电平。在A相下升沿，B相为高电平时，将右转信号赋值为低电平。同理处理左转信号。
在得到左转和右转信号后，可以通过两者的上升沿进行旋转事件判断。通过rotary_event来决定是否进行其他操作，如LED是否移动，在通过判断左右转信号的上升沿来判断左转或者右转。
具体项目可以到论坛下载：
https://www.eeboard.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=45184&fromuid=57460