双槽型光耦-可测步进电机正反转、计数防丢步

背景

42步进电机，基本的一步是1.8度，加上程序中的细分之后就更精准了，比如用64细分，一步就已经是1.8°/64=0.028125°.

而硬件上用的不锈钢码盘是25齿的，如下图，遮挡为0，不遮挡为1，一圈50个高低电平状态。如果用双光耦的话一圈有100个高低电平，分辨率也就是360°/100=3.6°，这个精度在步进电机来说没啥意义。

但是，如果因为一些外力干扰，步进电机丢步了，光耦就可以在此时发挥作用，将情况反馈给步进电机。

例如：步进电机到达目标位置后，被人为旋转过，此时的位置与程序中标定的位置不一致了。
例如：安装在设备上，步进电机被机械限位，无法继续运行了。

单个光耦的硬件电路

光耦的内部，左边是一个发光二极管，右边一个光敏三极管。
当发光二极管的光照到右边的时候，就会给右边光敏三极管的基极提供电流，从而三极管导通；否则三极管截止。

单个光耦的硬件电路如下，导通为0，不导通为1，左边的电阻用于发光二极管的导通，右边的电阻用于上拉。

1、光被挡上，在仿真中我把发光二极管的回路断开，此时三极管截止，电压表就是接单片机IO的，检测为5V，即为高电平。

2、发光二极管导通时，右边光敏三极管也导通，也就是集电极和发射极就导通了，电压表接的是集电极，电压应该是CE的饱和压降零点几伏，所以为低电平，电压电流如下图所示。

双光耦的电路

就是上面的原理，把两个槽型光耦串起来，接单片机两个IO口。

程序原理

两个IO口，能记下四种状态，如下四张图为顺时针方向旋转时我拍的，一看明了，挡住为1，不挡为0.
两个IO口记为S1、S2，单片机读取到的值依次为：00，01，11，10.

代码

解释都写在注释里了，对着代码看容易理解

//Y轴光耦检测，顺时针S1 S2 —— 00  10  11  01
void Y_OPTO_Check()
{u8 input = 0;         //存储光耦状态的值static u8 opto_last = 0;u8 a,b;if(Y_OPTO_S2)         //S2input|=(1<<0);   if(Y_OPTO_S1)         //S1input|=(1<<1);    //input == 0000 0 0 S1 S2a = input^opto_last;           if(a!=0){          //与上一次状态不同,位置变化,光耦更新b = input^(input>>1);if(a&0x02){             //S1与上次不同，顺时针可能从00到10，11到01，逆时针可能从10到00，01到11          if(b&0x01) Y_opto+=1; //S1与S2不同，定位在顺时针，光耦值+       else       Y_opto-=1; //S1与S2相同，定位在逆时针，光耦值-}else if(a&0x01){       //S2与上次不同，顺时针可能从10到11，01到00，逆时针可能从11到10，00到01if(b&0x01) Y_opto-=1; //S1与S2不同，定位在逆时针，光耦值-        else       Y_opto+=1; //S1与S2相同，定位在顺时针，光耦值+  }          opto_last = input;}
}