智能车入门——编码器

编码器是一种传感器，用于测量轴的旋转、转动或线性运动，并将其转换为数字信号。它通常由一个光栅盘和一个光电传感器组成，光栅盘上带有刻度线或孔，通过光电传感器检测这些刻度线或孔的变化，从而测量位置和运动。

_lucky_R

7827人浏览 · 2023-10-26 09:17:29

_lucky_R · 2023-10-26 09:17:29 发布

在全国大学生智能汽车竞赛等嵌入式系统竞赛中，编码器是一种关键的传感器，用于测量轮子的转动和车辆的位置。本文将详细介绍什么是编码器、编码器的分类，以及编码器在竞赛中的应用。

什么是编码器？

编码器的分类

1. 增量式编码器

原理：

增量式编码器是通过光栅盘或磁性标记上的刻度线与光电传感器或磁性传感器之间的相对运动来生成脉冲信号的。当光栅盘旋转时，刻度线会遮挡或透过传感器，从而产生电信号。每个脉冲代表轴的微小移动。增量式编码器只提供相对位置信息，通常需要一个初始位置的参考点。

计数方式：

增量式编码器输出脉冲信号，通常以两个通道相位差的方式。通过检测两个通道的脉冲上升沿和下降沿，可以确定转动方向和计数。通常，一种常见的编码方式是ABZ编码，其中A和B通道有90度相位差，Z通道用于确定一个完整的转动周期。

2. 绝对式编码器

原理：

绝对式编码器使用多个轨道和光电传感器，以产生唯一的二进制代码来表示位置。每个轨道上的光栅盘或标记都代表不同的位置值。绝对式编码器不需要参考点，即使在断电后也能保留位置信息。

计数方式：

绝对式编码器通过多个轨道的编码产生唯一的位置代码。每个轨道上的刻度线或标记会与光电传感器交互，生成对应的二进制编码。通过解码这些编码，可以准确地获取绝对位置。

3. 霍尔编码器

原理：

霍尔编码器使用霍尔传感器来检测磁场的变化。在旋转或线性运动中，霍尔传感器会受到磁性标记的影响，产生电压信号。这些信号随着位置的变化而变化，用于确定位置和速度。

计数方式：

霍尔编码器通常具有三个或四个霍尔传感器，可以确定旋转方向和位置。通过检测这些霍尔传感器的状态变化，可以实现编码和计数。

编码器在智能汽车竞赛中的应用

编码器可用于测量车辆的轮速，从而实现精确的车速控制。这对于确保车辆按照规划路径行驶非常重要。

以下是一个简单C语言代码示例，用于模拟编码器计数：

#include <STC15F2K60S2.H>

// 编码器计数
volatile unsigned int encoder_count = 0;

// 初始化编码器
void encoder_init() {
    // 配置编码器引脚和中断
    // ...
}

// 编码器中断服务程序
void encoder_isr() interrupt 0 {
    // 在此处执行编码器计数操作
    encoder_count++;
}

void main() {
    // 初始化编码器
    encoder_init();

    // 启用全局中断
    EA = 1;

    while (1) {
        // 在主循环中执行其他任务
    }
}