简述

遇到问题：不知道怎么使用旋转编码器；不知道判断左旋右旋；编码器硬件消抖后还是抖动、乱跳，不符合编程预想结果。
编程思路：通过信号打拍进行信号跳变检测；当一个端口的跳变时，判断另一个端口的电平状态，来判断是左旋还是右旋；通过计数器计数来消除编码器的抖动。

正文

最近学习FPGA的时候有用到旋转编码器，学习过程也遇到许多的困难，也有看许多关于旋转编码器的文章，不过许多的文章都是关于C语言的，关于Verilog的非常少，因此准备写一篇FPGA驱动旋转编码器的文章。代码亲测可用。

遇到的问题

1、如何判断左旋右旋；
2、编码器加了硬件消抖后仍然有抖动、乱跳。

编码器介绍

目前我所遇到的编码器有两种，一种是拧动一下，端口电平跳变一次；另一种是拧动一下，端口产生一个高电平脉冲。不过两种编码器都有共同特点，左旋旋钮左端口电平先跳变，右旋旋钮右端口先跳变。（图片是自己画的有点简陋，凑合一下吧）
第一种编码器

第二种编码器

硬件电路

这里附上我的硬件电路图

代码编写

思路：
通过打拍，再进行逻辑判断，检测信号的上升沿和下降沿。
一个端口跳变的时候，判断另一个端口的电平。（如左端口出现上升沿时右端口是低电平代表左拧一次，以此类推。)
通过设置计数器计数1ms用于消除信号抖动。（计数时长根据自己需求修改）

代码：（亲测可用）

module  rotary_encoder
(input   wire            sys_clk     ,//时钟信号input   wire            sys_rst_n   ,//复位信号input   wire            left_io     ,//左/A端口input   wire            right_io    ,//右/B端口
//    input   wire            button_io ,output  reg             left_flag   ,//左旋单脉冲信号output  reg             right_flag   //右旋单脉冲信号
//    output  reg             button_flag );parameter   CNT_MAX = 16'd49_999;//计数1ms//用于打拍
reg     left_io1 ;
reg     right_io1;//计数延迟消抖
reg     [15:0]  cnt_left ;
reg     [15:0]  cnt_right;//稳定的电平信号
reg     left_deb ;
reg     right_deb;//用于打拍
reg     left_deb1 ;
reg     right_deb1;//各端口上升、下降沿信号
wire    left_pose ;
wire    right_pose;
wire    left_nege ;
wire    right_nege;//左端口计数消抖
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt_left    <= 16'd0;else    if(left_io != left_io1)cnt_left    <= 16'd0;else    if(cnt_left == CNT_MAX)cnt_left    <= CNT_MAX;elsecnt_left    <= cnt_left + 16'd1;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)left_deb    <= 1'b0;else    if(cnt_left == (CNT_MAX - 16'd1))left_deb    <= left_io1;elseleft_deb    <= left_deb;//右端口计数消抖
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt_right    <= 16'd0;else    if(right_io != right_io1)cnt_right    <= 16'd0;else    if(cnt_right == CNT_MAX)cnt_right    <= CNT_MAX;elsecnt_right    <= cnt_right + 16'd1;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)right_deb    <= 1'b0;else    if(cnt_right == (CNT_MAX - 16'd1))right_deb    <= right_io1;elseright_deb    <= right_deb;//打拍
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)beginleft_io1  <= 1'b0;right_io1 <= 1'b0;left_deb1  <= 1'b0;right_deb1 <= 1'b0;endelsebeginleft_io1  <= left_io  ;right_io1 <= right_io ;left_deb1  <= left_deb ;right_deb1 <= right_deb;end//检测跳变
assign  left_pose  = left_deb & (!left_deb1);
assign  right_pose = right_deb & (!right_deb1);
assign  left_nege  = left_deb1 & (!left_deb);
assign  right_nege = right_deb1 & (!right_deb);// 左端口上升沿时，右端口低电平||左端口下降沿时，右端口高电平
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)left_flag  <= 1'b0;else    if((left_pose==1'b1) && (right_deb==1'b0))left_flag  <= 1'b1;else    if((left_nege==1'b1) && (right_deb==1'b1))left_flag  <= 1'b1;elseleft_flag  <= 1'b0;// 右端口上升沿时，左端口低电平||右端口下降沿时，左端口高电平
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)right_flag  <= 1'b0;else    if((right_pose==1'b1) && (left_deb==1'b0))right_flag  <= 1'b1;else    if((right_nege==1'b1) && (left_deb==1'b1))right_flag  <= 1'b1;elseright_flag  <= 1'b0;endmodule

我使用的是第一种旋转编码器，最后的判断能实现每拧一次，获得一个对应信号脉冲，当然也可以根据自己的需求拆解开。
注意！如果使用的是第二种旋转编码器，最后的判断会输出两个对应信号脉冲，需要自己拆开。
这段代码已实现左旋和右旋的判断，还缺少按下的判断，如有需求，可自行仿照左旋和右旋的代码逻辑编写。

希望这篇文章能够帮助到你，如有不足欢迎各位大佬指正。

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