HEDS9040驱动笔记

光电编码器

前言

最近拿到一个新的光电编码器，要用FPGA驱动它。二话不说就拿起手册看，看完发现原来这玩意儿就是一个脉冲计数，都谈不上什么"驱动"，因为在笔者字典中"驱动"是个很高大上的词，一般要涉及到一系列复杂的协议、时序或者寄存器配置等等。

基本逻辑

光电编码器系统由码盘和接收头两部分组成，接收头内部含有红外发送和接收对管，当红外光遇到码盘上的间隔被吸收时，下方的接收头接收不到红外光于是会返回一个脉冲。HEDS9040内部含有两对红外对管，当红外光被吸收时，会从CHA和CHB两个通道输出相位相差一半的脉冲波形，见下图所示。

所以基本逻辑如下：如图所示,红色线:以A信号为准，当A信号为上升沿的时候，B通道为高电平，则系统为CW方向(顺时针)，相反地，看绿色线：如果此时B通道是低电平的话则方向为CCW(逆时针)。

三通道的输出波形如上图，多了一个I通道，I通道只在检测到零位时又一次高电平，时间从B的下降沿延续到A的上升沿。

Verilog 代码

有了上面逻辑以后，代码写起来很容易，就是基本的组合逻辑。

// **********
//本Verilog 代码仅为说明逻辑，实际可综合代码请修改检测上升沿方式
//**********
always @(posedge clk) begin
        cha_buf <= cha;
        chb_buf <= chb;
        chi_buf <= chi;
end
//第三通道得到信号，清零
always @(posedge chi_buf or posedge reset) begin
      if(reset) count<=0;
       else begin
            if(chb_buf)  begin 
                count<0;
            end
      end
end
always @(posedge cha_buf or posedge reset) begin
      if(reset) count<=0;
       else begin
            if(!chb_buf)  begin 
                count<=count-1;
            end
            else begin
                count<=count+1;
            end
      end
end

角度换算公式

2048细分

根据角度换算公式，我们就可以把count数据乘360再左移10位就可以得到角度信息或者直接发给下一级设备处理了。

Reference

1.Rotary Encoder Using Arduino Hardware Interrupts