理论

重点在于脉冲数量的计数

AB相增量式编码器测速原理
测速 = 位移（统计方波个数）/时间

编码器组成: A相 + B相
A相与B相都会规律输出电信号(方波脉冲） == 低电压 + 高电压当前电机参数: 一圈输出11个脉冲信息(每隔33°左右)
输出有固定规律: AB相相互延迟 1/4 个周期
正转: B提前1/4周期（看下降沿）
反转: B延迟1/4周期

比如: 时间为2秒，测得脉冲个数为22个，由于一圈输出脉冲11个，所以转了2圈，转速为2r/2s = 1转/秒，由此可以计算出速度值。
测速核心统计方波个数：计算从低电压到高电压的数量，count计算的是跳变(上升沿或者下降沿)个数，这样就能计算出脉冲个数。

// 每输出一次脉冲信号，计数两次
// 当A跳变到高电压时if(B == high) B为高电平说明电机正转count ++;else 否则B为低电压说明电机反转count --;
// 当A跳变到低电压时if(B == low) B为低电压说明为电机正转count ++；elsecount --;

// 当B跳变到高电压时if(A == low) 正转count ++;elsecount --;
// 当B跳变到低电压时if(A == high) 反转count ++;else (A == low)count --;

总结：

只统计单项的单跳变是单倍频计数(一个周期计数一次)
统计单项的两次跳变(比如都统计A的两次或者B的两次)是双倍频计数(一个周期计数两次)
统计双项的两次跳变四双倍频计数(一个周期计数四次)
精度依次提高。

练习
四倍频 10000次/2秒
脉冲数 = 10000 / 4 = 2500
圈 = 2500 / 11
转速为 = 2500 / 11 /2

实现

电机正反转

motor1_control

/** 需求: 让电机正转3秒，停止3秒，反转3秒，停止3秒* 电机转动控制*  1.定义接线中电机对应的引脚*  2.setup 中设置引脚为输出模式*  3.loop中控制电机转向和转速* */int DIRA_LEFT = 4;//控制转向
int PWMA_LEFT = 5;//控制转速void setup() {//两个引脚都设置为 OUTPUTpinMode(DIRA_LEFT,OUTPUT);pinMode(PWMA_LEFT,OUTPUT);
}void loop() {//先正向转动3秒digitalWrite(DIRA_LEFT,HIGH);analogWrite(PWMA_LEFT,100);delay(3000);//停止3秒digitalWrite(DIRA_LEFT,HIGH);analogWrite(PWMA_LEFT,0);delay(3000);//再反向转动3秒digitalWrite(DIRA_LEFT,LOW);analogWrite(PWMA_LEFT,100);delay(3000);//停止3秒digitalWrite(DIRA_LEFT,LOW);analogWrite(PWMA_LEFT,0);delay(3000);/** 注意: * 1.可以通过将DIRA设置为HIGH或LOW来控制电机转向，但是哪个标志位正转或反转需要根据需求判断，转向是相对的。* 2.PWM的取值为 [0,255],该值可自己设置。* */
}
}

脉冲数统计

核心知识点:attachInterrupt()函数

/** 测速实现:*  阶段1:脉冲数统计*  阶段2:速度计算* * 阶段1:*  1.定义所使用的中断引脚,以及计数器(使用 volatile 修饰)*  2.setup 中设置波特率，将引脚设置为输入模式*  3.使用 attachInterupt() 函数为引脚添加中断出发时机以及中断函数*  4.中断函数编写计算算法，并打印*    A.单频统计只需要统计单相上升沿或下降沿*    B.2倍频统计需要统计单相的上升沿和下降沿*    C.4倍频统计需要统计两相的上升沿和下降沿*  5.上传并查看结果*  * */
int motor_A = 21;//中端口是2
int motor_B = 20;//中断口是3
volatile int count = 0;//如果是正转，那么每计数一次自增1，如果是反转，那么每计数一次自减1 void count_A(){//单频计数实现//手动旋转电机一圈，输出结果为 一圈脉冲数 * 减速比/*if(digitalRead(motor_A) == HIGH){if(digitalRead(motor_B) == LOW){//A 高 B 低count++;  } else {//A 高 B 高count--;  }}*///2倍频计数实现//手动旋转电机一圈，输出结果为 一圈脉冲数 * 减速比 * 2if(digitalRead(motor_A) == HIGH){if(digitalRead(motor_B) == HIGH){//A 高 B 高count++;  } else {//A 高 B 低count--;  }} else {if(digitalRead(motor_B) == LOW){//A 低 B 低count++;  } else {//A 低 B 高count--;  }  }
}//与A实现类似
//4倍频计数实现
//手动旋转电机一圈，输出结果为 一圈脉冲数 * 减速比 * 4
void count_B(){if(digitalRead(motor_B) == HIGH){if(digitalRead(motor_A) == LOW){//B 高 A 低count++;} else {//B 高 A 高count--;}} else {if(digitalRead(motor_A) == HIGH){//B 低 A 高count++;} else {//B 低 A 低count--;}}
}void setup() {Serial.begin(57600);//设置波特率  pinMode(motor_A,INPUT);pinMode(motor_B,INPUT);attachInterrupt(2,count_A,CHANGE);//当电平发生改变时触发中断函数//四倍频统计需要为B相也添加中断attachInterrupt(3,count_B,CHANGE);
}void loop() {//测试计数器输出delay(2000);Serial.println(count);
}

电机正转动1圈——>3931

输出轴转动1圈
四倍频计数

由于一直减速比为90

输入轴转了90圈，则编码器转了90圈
90 * 11 = 990（编码器转一圈得到11个脉冲）
990 * 4 = 3960 （4倍频）

motor2_encoder

单倍频
轮子转一圈，由减速比为90，可知，电机转90圈，则编码器转90圈，一圈脉冲是11个，应该有990脉冲

/** 实现脉冲计数* * 流程:*  1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量*  2.setup中设置引脚的操作模式(读取编码器相关引脚的输出信号INPUT)，设置波特率(结果输出到上位机)*  3.为引脚添加中断事件*  4.计数逻辑实现*  5.要输出到上位机*/// 1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量
int encoder_A = 21;// 中断口2
int encoder_B = 20;// 中端口3
volatile int count = 0;// 4.计数逻辑实现
void count_a(){// 先判断A是否跳变到高电压if(digitalRead(encoder_A) == HIGH){// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == HIGH){count ++;} else {count --;}}
}
void setup() {// put your setup code here, to run once:// 设置波特率Serial.begin(57600);// 2.setup中设置引脚的操作模式(INPUT)pinMode(encoder_A,INPUT);// 从引脚读数据pinMode(encoder_B,INPUT);// 3.为引脚添加中断函数// 参数1: 中断口 参数2: 回调函数 参数3: 触发时机attachInterrupt(2,count_a,CHANGE);// 单倍频或双倍频只需要为编码器的A相添加中断函数,CHANGE 当引脚电平发生改变时，触发中断
}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:delay(2000);Serial.println(count);
}

双倍频
轮子转一圈，由减速比为90，可知，电机转90圈，则编码器转90圈，一圈脉冲是11个，应该有990脉冲，990*2 = 1980左右

/** 实现脉冲计数* * 流程:*  1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量*  2.setup中设置引脚的操作模式(读取编码器相关引脚的输出信号INPUT)，设置波特率(结果输出到上位机)*  3.为引脚添加中断事件*  4.计数逻辑实现*  5.要输出到上位机*/// 1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量
int encoder_A = 21;// 中断口2
int encoder_B = 20;// 中端口3
volatile int count = 0;// 4.计数逻辑实现
void count_a(){// 先判断A是否跳变到高电压if(digitalRead(encoder_A) == HIGH){// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == HIGH){count ++;// 正转} else {count --;// 反转}} else {// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == LOW){count ++;// 正转} else {count --;// 反转}}}
void setup() {// put your setup code here, to run once:// 设置波特率Serial.begin(57600);// 2.setup中设置引脚的操作模式(INPUT)pinMode(encoder_A,INPUT);// 从引脚读数据pinMode(encoder_B,INPUT);// 3.为引脚添加中断函数// 参数1: 中断口 参数2: 回调函数 参数3: 触发时机attachInterrupt(2,count_a,CHANGE);// 单倍频或双倍频只需要为编码器的A相添加中断函数,CHANGE 当引脚电平发生改变时，触发中断}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:delay(2000);Serial.println(count);
}

四倍频
1980 * 2 = 3960

/** 实现脉冲计数* * 流程:*  1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量*  2.setup中设置引脚的操作模式(读取编码器相关引脚的输出信号INPUT)，设置波特率(结果输出到上位机)*  3.为引脚添加中断事件*  4.计数逻辑实现*  5.要输出到上位机*/// 1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量
int encoder_A = 21;// 中断口2
int encoder_B = 20;// 中断口3
volatile int count = 0;// 4.计数逻辑实现
void count_a(){// 先判断A是否跳变到高电压if(digitalRead(encoder_A) == HIGH){// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == HIGH){count ++;// 正转} else {count --;// 反转}} else {// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == LOW){count ++;// 正转} else {count --;// 反转}}}void count_b(){if(digitalRead(encoder_B) == HIGH){if(digitalRead(encoder_A) == LOW){count ++;}else{count --;}}else{if(digitalRead(encoder_A) == HIGH){count ++;}else{count --;}}}void setup() {// put your setup code here, to run once:// 设置波特率Serial.begin(57600);// 2.setup中设置引脚的操作模式(INPUT)pinMode(encoder_A,INPUT);// 从引脚读数据pinMode(encoder_B,INPUT);// 3.为引脚添加中断函数// 参数1: 中断口 参数2: 回调函数 参数3: 触发时机attachInterrupt(2,count_a,CHANGE);// 单倍频或双倍频只需要为编码器的A相添加中断函数,CHANGE 当引脚电平发生改变时，触发中断attachInterrupt(3,count_b,CHANGE);
}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:delay(2000);Serial.println(count);
}

转速计算

int reducation = 90;//减速比，根据电机参数设置，比如 15 | 30 | 60
int pulse = 11; //编码器旋转一圈产生的脉冲数该值需要参考商家电机参数
int per_round = pulse * reducation * 4;//车轮旋转一圈产生的脉冲数
long start_time = millis();//一个计算周期的开始时刻，初始值为 millis();
long interval_time = 50;//一个计算周期 50ms
double current_vel;//获取当前转速的函数
void get_current_vel(){long right_now = millis();  long past_time = right_now - start_time;//计算逝去的时间if(past_time >= interval_time){//如果逝去时间大于等于一个计算周期//1.禁止中断noInterrupts();//2.计算转速 转速单位可以是秒，也可以是分钟... 自定义即可current_vel = (double)count / per_round / past_time * 1000 * 60;//3.重置计数器count = 0;//4.重置开始时间start_time = right_now;//5.重启中断interrupts();Serial.println(current_vel);}
}
void loop() {delay(10);get_current_vel();
}

motor03_vel

编码实现

/** 实现脉冲计数* * 流程:*  1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量*  2.setup中设置引脚的操作模式(读取编码器相关引脚的输出信号INPUT)，设置波特率(结果输出到上位机)*  3.为引脚添加中断事件*  4.计数逻辑实现*  5.要输出到上位机*/// 1.将使用的引脚封装为变量，封装计数变量
int encoder_A = 21;// 中断口2
int encoder_B = 20;// 中断口3
volatile int count = 0;// 4.计数逻辑实现
void count_a(){// 先判断A是否跳变到高电压if(digitalRead(encoder_A) == HIGH){// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == HIGH){count ++;// 正转} else {count --;// 反转}} else {// 再判断B的电压if(digitalRead(encoder_B) == LOW){count ++;// 正转} else {count --;// 反转}}}void count_b(){if(digitalRead(encoder_B) == HIGH){if(digitalRead(encoder_A) == LOW){count ++;} else {count --;}}else{if(digitalRead(encoder_A) == HIGH){count ++;} else {count --;}}}void setup() {// put your setup code here, to run once:// 设置波特率Serial.begin(57600);// 2.setup中设置引脚的操作模式(INPUT)pinMode(encoder_A,INPUT);// 从引脚读数据pinMode(encoder_B,INPUT);// 3.为引脚添加中断函数// 参数1: 中断口 参数2: 回调函数 参数3: 触发时机attachInterrupt(2,count_a,CHANGE);// 单倍频或双倍频只需要为编码器的A相添加中断函数,CHANGE 当引脚电平发生改变时，触发中断attachInterrupt(3,count_b,CHANGE);// //当电平发生改变时触发中断函数
}// 测试流程:
/** 1. 封装变量 --- 开始时间、单位时间、减速比、一圈输出的脉冲数、使用的N倍频测速* 2. 实现逻辑*  2.1 获取时间时间戳(当前时间)*  2.2 if(当前时间 - 开始时间 >= 单位时间){*        // 取消中断*        // 计算转速(count)*        // count置零*        // 将开始时间重置为当前时间，进行重新测速*        // 重启中断*  }*  */
long start_time = millis();//一个计算周期的开始时刻，初始值为millis();
int interval_time = 50;//一个计算周期 50ms
int per_round = 90 * 11 * 4;// 四倍频，90 的 减速比，电机转1圈是11个脉冲
void get_current_vel(){// 获取当前的时间long right_now = millis();// 判断逝去的时间是否大于单位时间long past_time = right_now - start_time;if(past_time >= interval_time){// 取消中断,中断里面做着count++ 或者count--,取消中断不再做count++或者--的操作noInterrupts();// 计算转速(count),数据类型转换double vel = (double)count / per_round / past_time * 1000 * 60;// 转的圈数/时间*1000*60,将原来的r/ms转换成r/minSerial.println(vel);// count置零count = 0;// 将开始时间重置为当前时间，进行重新测速start_time = right_now;// 重启中断进行重新测速interrupts();}
}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:// delay(2000);// Serial.println(count);get_current_vel();//获取当前速度，通过串口输出
}

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