旋转编码器是一种安装在旋转轴上并检测其运动的传感器。常用的设备包括鼠标（球型）和滚轮。对于工业用途，它们内置于伺服电机中并用于检测电机的角度位置。通用旋转编码器的输出格式主要有两种，如下所示。
增量型 如图所示，输出正交二相脉冲，仅检测旋转方向和计数的类型。它结构简单，因此价格低廉。有些具有原点输出（每转一个脉冲）以获得参考位置。有机械接触式和非接触式（光传感器、磁传感器）。请注意，一些廉价产品没有波形整形功能。
型 将角度以超过 10 位的格雷码输出。输出代码直接指示角度，因此您永远不会忘记自己的位置。其结构复杂且相当昂贵。格雷码用于消除对齐错误对每一位的影响。 增量式旋转编码器 改变方向 0→0寂静 0→1+1 0→2-1 0→3无效的 1→0-1 1→1寂静 1→2无效的 1→3+1 2→0+1 2→1无效的 2→2寂静 2→3-1 3→0无效的 3→1-1 3→2+1 3→3寂静 这次我将介绍如何使用增量类型，增量类型结构简单，应用广泛。对于电机控制，通常使用带有缓冲计数器或两相脉冲输入的机械控制微控制器，但本示例显示了将其直接连接到通用 PIO 的使用技巧。 首先，如果将 A 相和 B 相视为二进制代码（如右图所示），您会发现它们的值重复 0 → 1 → 3 → 2 → 0（在正向旋转的情况下）为发生旋转。因此，通过定期对输出进行采样并将其与之前的值进行比较，您可以找出它旋转的方向。变化模式共有16种，其对应关系如右表所示。
当转速（计数率）超过采样频率时，会出现无效代码。在这种情况下，旋转方向信息将会丢失，从而产生错误。此错误通常会导致系统错误（如位置信息丢失）。如果是拨号盘（用户I/F），即使忽略也没有问题。另外，通过对无效代码进行特殊处理（与上次相同的方向计数2），可以提供高达采样频率两倍以下的超速阻力。 可使用以下方法根据编码器输出的变化模式确定旋转方向。 使用比较/分支指令查找每个。 这是个想到的方法，但由于必须判断至少8种模式，因此过程变得复杂。 通过表格转换查找 使用“(先前值 << 2) + 当前值”将表转换为 4 位索引值，该值显示所有更改的组合。对于大多数微控制器来说，这种方法可能是简单的。 计算得出 (1) 如果索引值的奇偶性为偶数，则没有变化或没有变化，如果为奇数，则有变化。如果没有变化，与0b0101进行与，奇偶校验为偶数则静态，奇数校验无效。如果有变化，与0b0110进行与，如果奇偶校验为偶数，则为+方向，如果为奇数，则为-方向。这种方法只需要两次测试，但需要带有奇偶校验标志的处理器。 计算得出 (2) 编码器输出从0→1→3→2变化（以二进制形式），因此很难按原样使用。这可以说是2位格雷码，但如果转换成二进制码的话，顺序就是0→1→2→3，通过与之前的差值就可以检测出旋转方向一。为了转换为二进制，通过对采样值的位 0 和位 1 进行异或操作来交换 2 和 3，从而产生连续的二进制代码。由于它是一个 2 位值，因此可以获得 -2 到 +1 范围内的结果，其中 -2 表示错误。 旋转编码器编码示例（表格转换） 这是一个使用表转换来确定操作的示例。Sample_encoder() 在后台进程中定期调用，例如定时器中断（计数率 < 调用率）。旋转编码器的旋转量实时反映在Encoder结构的位置上，并在每次检测到移动时进行移动设置。 易失性结构{ 多头位置; /* 轴位置 */ int moving; /* 移动标志 */ } 编码器； 无效样本编码器（无效） { static const int dir[] = { 0,1,-1,0,-1,0,0,1,1,0,0,-1,0,-1,1,0 }; /* 旋转方向表*/ 静态 int i; /* 索引 */ 整数 n； i = (i << 2) + (PA.PIN.BYTE & 3); /* 使用先前值和当前值作为索引 */ n = dir[i & 15]; /* 从变化模式中获取运动 */ if (n) { /* 如果有移动则更新位置 */ 编码器.position += n; 编码器.moved = 1; } } 旋转编码器编码实例（二） 这是用户界面中经常使用的慢速拨号计数处理的示例。每次单击移动时都会生成命令代码。 某些制动型缓动盘具有 2 或 4 计数增量的制动位置。这意味着每步计数 2 或 4 次，这可能很难处理。在这种情况下，可以从转换表中删除不必要的转换。由于计数条件减少，因此使用比较/分支指令跳过比使用表转换更好。如果您使用慢速拨盘，则几百到 1kHz 的采样率是合适的。 u_char CMD; /* 按键命令 */ 无效样本编码器（） { 静态 u_char i; /* 索引 */ i = (i << 2) + (PA.PIN.BYTE & 3); /* 使用先前值和当前值作为索引 */ 我 &= 15; switch (i) { /* 假设制动位置为“0” */ 情况 0x7: /* 1→3 */ CMD = 前进；中断； 情况 0xd: /* 3→1 */ CMD = 向后；中断； } }
