旋转编码器详解：四种类型的工作原理与应用
旋转编码器详解：四种类型的工作原理与应用
旋转编码器是一种用于测量旋转角度和速度的传感器，广泛应用于各种需要精确控制旋转位置的场合。本文将介绍几种常见的旋转编码器类型及其工作原理。
第一种编码器：对射式红外传感器编码器
这是一种最简单的编码器样式，使用对射式红外传感器来测速。为了测速，需要配合一个光栅编码盘。当编码盘转动时，红外传感器的红外光就会出现遮挡、透过、遮挡、透过的现象，对应模块输出的电平就是高低电平交替的方波。方波个数代表转过的角度，方波频率代表转速。通过外部中断捕获这个方波的边沿，可以判断位置和速度。不过这种模块只有一路输出，无法区分正转和反转，因此无法测量旋转方向。
第二种编码器：机械触点式编码器
左边是外观，右边是拆解结构
内部采用金属触点来进行通断，是一种机械触点式编码器。左右是两部分开关触点，内侧两根细的触点都是和中间的引脚连接，外侧的触点，左边接在左边引脚，右边接在右边引脚。中间圆的金属片是一个按键，旋转编码器的轴是可以按下去的，按键的两根线在上面引出来了，按键的轴按下，上面的两根线短路，松手上面的两根线断开就是个普通按键。
编码盘也是一系列像光栅一样的东西，只不过是金属触点。旋转时，依次接通和断开两边的触点，并且还有一个关键部分是：金属盘的位置经过了设计，能让两侧触点的通断产生一个90°的相位差。最终配合外部电路，编码器的两个输出就会输出这样的波形。相位相差90°的波形，叫正交波形，带正交波形信号输出的编码器是可以测方向的。
单相输出和两相正交输出的区别。还有的编码器不是输出正交波形，而是一个输出方波信号代表转速，一个输出高低电平代表旋转方向。
第三种编码器：霍尔传感器编码器
直接附在电极后面的编码器，霍尔传感器形式的编码器，中间是一个圆形磁铁，边上有两个位置错开的霍尔传感器。当磁铁旋转时，通过霍尔传感器就可以输出正交的方波信号。
第四种编码器：独立编码器器件
这是一种独立的编码器器件元件。输入轴转动时，输出就会有波形，可以测速和测方向。具体用法需要参考相应的手册。
编码器类型总结
- 第二种编码器一般用来调节，比如音响调节音量，因为是触点接触的形式，所以不适合电极这种高速旋转的地方。
- 另外几种都是非接触的形式，可以用于电机测速，电机测速在电机驱动的应用中还是比较常见。
硬件电路
中间的框是旋转编码器，上面按键的两根线，模块并没有使用，是悬空的。下面是编码器内部的两个触点，旋转轴旋转时，这两个触点以相位相差90°的方式交替导通。因为这还只是开关信号，要配合外围电路才能输出高低电平。
R3位输出限流电阻，防止模块引脚电流过大的。右边是使用这个模块的接线图：VCC和GND接电源，A相输出和B相输出接到STM32的两个引脚上（比如Pin0口和Pin1口，但是别相同），C引脚GND暂时用不到。
先学外部中断读取编码器计次数据的用法，学习定时器之后，再看一下编码器测速的用途。