ロータリーエンコーダをAVRマイコンATmega328Pで使う実験

/*

 *  Rotary encoder 0 (B) : INT0/PD2 (PIN 4)

 *  Rotary encoder 0 (A) : PD1 (PIN 3)

 *

 *  Rotary encoder 1 (A) : INT1/PD3 (PIN 5)

 *  Rotary encoder 1 (B) : PD4 (PIN 6)

 *

 *  Rotary encoder 2 (B) : PCINT6/PB6 (PIN 9)

 *  Rotary encoder 2 (A) : PCINT7/PB7 (PIN 10)

 *

 *  Rotary encoder 3 (B) : PCINT21/PD5 (PIN 11)

 *  Rotary encoder 3 (A) : PCINT22/PD6 (PIN 12)

 */

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <util/delay.h>

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

/*

 * Rotary Encoder Counter

 */

int8_t RECOUNT[4] = {0, 0, 0, 0}; // ロータリーエンコーダ0~3のカウンタ

/*

* Rotary Encoder Input port Function

*/

static inline uint8_t isRE0Ahigh(void) { return ( PIND & (1<<PD2) ); }

static inline uint8_t isRE0Bhigh(void) { return ( PIND & (1<<PD1) ); }

static inline uint8_t isRE1Ahigh(void) { return ( PIND & (1<<PD3) ); }

static inline uint8_t isRE1Bhigh(void) { return ( PIND & (1<<PD4) ); }

static inline uint8_t isRE2Ahigh(void) { return ( PINB & (1<<PB7) ); }

static inline uint8_t isRE2Bhigh(void) { return ( PINB & (1<<PB6) ); }

static inline uint8_t isRE3Ahigh(void) { return ( PIND & (1<<PD6) ); }

static inline uint8_t isRE3Bhigh(void) { return ( PIND & (1<<PD5) ); }

static inline void wait(volatile unsigned long i)

{

    while (i-- > 0);

}

/*

 *  initialize

 */

// PORT

static inline void initIo(void)

{

    PORTD = (1<<PD1) | (1<<PD2) | (1<<PD3) | (1<<PD4) | (1<<PD5) | (1<<PD6) | (1<<PD7); // weak pull up resistor enagle on PD1,2,3,6,7

    PORTB = (1<<PB6) | (1<<PB7); // weak pull up resistor enagle on PB6,7

    DDRD = 0b00000000; // PD1234567 as Input, others Output

    DDRB = 0b00111111; // PORTB67 as Input,  others Output

    DDRC = 0b11111110; // PORTC (PC0:Input) 

}

/*

 *  External Interrupt INT0,1

 */

static inline void initInt01(void) // INT0 割込みの設定

{

//    EICRA |= (1<<ISC01) | (1<<ISC11); // INT0 Falling Edge, INT1 Falling edge

    EICRA = 0b00001010;// INT0 Falling Edge, INT1 Falling edge

    EIMSK |= (1<<INT0) | (1<<INT1); // Enable Interrupt 0, 1

    //EIMSK |= (1<<INT0); // Enable Interrupt 0

}

ISR(INT0_vect)

// INT0 割込みが発生したときの処理

{

    if (isRE0Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

        RECOUNT[0]++; //時計回り  

    } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

        RECOUNT[0]--; //反時計回り

    }

}

ISR(INT1_vect)

// INT1 割込みが発生したときの処理

{

    _delay_ms(5);   //チャタリング防止

    EIFR |= (1<<INTF1); //チャタリング防止の後で、割り込みフラグをクリア

    if (isRE1Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

        RECOUNT[1]++; //時計回り  

    } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

        RECOUNT[1]--; //反時計回り

    }

}

/*

 *  External Interrupt PCINT0,1

 */

static inline void initPcint02(void) // PCINT0,2 割込みの設定

{

    PCICR = (1<<PCIE0) | (1<<PCIE2);// PCINT0,2 pin change

    PCMSK0 |= (1<<PCINT7); // PCINT7 enable

    PCMSK2 |= (1<<PCINT22); // PCINT22 enable

}

ISR(PCINT0_vect)

// PCINT0(PCINT0~7) 割込みが発生した(ロータリーエンコーダが動いた)ときの処理

{

   _delay_ms(5);   //チャタリング防止

    PCIFR |= (1<<PCIF0); //チャタリング防止の後で、割り込みフラグをクリア

    if (!isRE2Ahigh()) { // エンコーダ出力AがLowのとき

        if (isRE2Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

            RECOUNT[2]++; //時計回り  

        } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

            RECOUNT[2]--; //反時計回り

        }        

    }

}

ISR(PCINT2_vect)

// PCINT2(PCINT16~23) 割込みが発生した(ロータリーエンコーダが動いた)ときの処理

{

   _delay_ms(5);   //チャタリング防止

    PCIFR |= (1<<PCIF2); //チャタリング防止の後で、割り込みフラグをクリア

    if (!isRE3Ahigh()) { // エンコーダ出力AがLowのとき

        if (isRE3Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

            RECOUNT[3]++; //時計回り  

        } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

            RECOUNT[3]--; //反時計回り

        }        

    }

}

/*

 *  main

 */

int main(void)

{    

    initIo(); // 出力の初期化

    initInt01(); // INT0,1の初期化

    initPcint02(); // PCINT0,2の初期化

    sei(); // 割り込み処理開始

    while (1) {

    }

    return 0;

}

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <util/delay.h>

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

/*

 * Rotary Encoder Counter

 */

int8_t RECOUNT[4] = {0, 0, 0, 0}; // ロータリーエンコーダ0~3のカウンタ

uint32_t REstartTime[4] = {0, 0, 0, 0}; // rotationnal speed check start time of Rotary Encoder 0~3 

uint32_t RESPEED[4] = {0, 0, 0, 0}; // rotationnal speed of Rotary Encoder 0~3 

// rotational time check flag started (1) stop(0)

int8_t RECHECKTIME[4] = {0, 0, 0, 0};  // time check flag of Rotary Encoder 0~3

/*

 * Rotary Encoder Input port Function

 */

static inline uint8_t isRE0Ahigh(void) { return ( PIND & (1<<PD2) ); }

static inline uint8_t isRE0Bhigh(void) { return ( PIND & (1<<PD1) ); }

static inline uint8_t isRE1Ahigh(void) { return ( PIND & (1<<PD3) ); }

static inline uint8_t isRE1Bhigh(void) { return ( PIND & (1<<PD4) ); }

static inline uint8_t isRE2Ahigh(void) { return ( PINB & (1<<PB7) ); }

static inline uint8_t isRE2Bhigh(void) { return ( PINB & (1<<PB6) ); }

static inline uint8_t isRE3Ahigh(void) { return ( PIND & (1<<PD6) ); }

static inline uint8_t isRE3Bhigh(void) { return ( PIND & (1<<PD5) ); }

static inline void wait(volatile unsigned long i)

{

    while (i-- > 0);

}

static inline uint8_t isSwitchOn(void)

{

    return ( !( PIND & (1<<PD2) ) );

}

static inline void ledOn(void)

{

    PORTD |= (1<<PD0);

}

static inline void ledOff(void)

{

    PORTD &= ~(1<<PD0);

}

static inline void initTimer0(void)

// TIMER0の初期化 約１ミリ秒ごとにタイマ割込みが発生する

{

    // CTC mode , TOP is OCR0A

    TCCR0A = (1 << WGM01) | (0 << WGM00) ;

    // I/O clock prescaler N = 8

    TCCR0B = (0 << WGM02) | (0 << CS02) | (1 << CS01) | (0 << CS00);

    // Timer0 on OCR0A compare match interrupt enable

    TIMSK0 |= ( 1<< OCIE0A );

    // set TOP value . Interrupt every 1 ms

    OCR0A = 125; // OCR0A = interrupt period [s] * f_clkio [Hz] / I/O clock prescaler N

}

/*

 *  Interrupt

 */

volatile uint32_t T0count; // Timer0割込み発生回数のカウンタ

#define TIMER0_1SEC     1000

ISR(TIMER0_COMPA_vect)

// Timer0 の割込み処理

{

    T0count++;

}

/*

 * Timer 0 control function

 */

void resetTimer0(void)

{

    T0count = 0; // Reset Timer0 counter

}

void waitTimer0(uint32_t timelimit)

// wait until timelimit

{

    T0count = 0;

    while (T0count < timelimit);

}

/*

 *  initialize

 */

// PORT

static inline void initIo(void)

{

    PORTD = (1<<PD1) | (1<<PD2) | (1<<PD3) | (1<<PD4) | (1<<PD5) | (1<<PD6) | (1<<PD7); // weak pull up resistor enagle on PD1,2,3,6,7

    PORTB = (1<<PB6) | (1<<PB7); // weak pull up resistor enagle on PB6,7

    DDRD = 0b00000000; // PD1234567 as Input, others Output

    DDRB = 0b00111111; // PORTB67 as Input,  others Output

    DDRC = 0b11111110; // PORTC (PC0:Input) 

}

/*

 * Rotary Encoder Revolution speed

 */

uint32_t getRpm(uint32_t startTime, uint32_t endTime)

/*

 * startTime : 計測開始時間

 * endTime : 計測終了時間

 */

{

    uint32_t revspeed; // 回転速度[min-1]

    uint32_t timeInterval; // 計測開始時間と終了時間の差

    if (startTime > endTime) {

        timeInterval = 0xffffffff - startTime + endTime;

    } else {

        timeInterval = endTime - startTime;

    }

    revspeed = 60000 / (24 * timeInterval);        

    return revspeed;

}

/*

 *  External Interrupt INT0,1

 */

static inline void initInt01(void) // INT0 割込みの設定

{

//    EICRA |= (1<<ISC01) | (1<<ISC11); // INT0 Falling Edge, INT1 Falling edge

    EICRA = 0b00001010;// INT0 Falling Edge, INT1 Falling edge

    EIMSK |= (1<<INT0) | (1<<INT1); // Enable Interrupt 0, 1

    //EIMSK |= (1<<INT0); // Enable Interrupt 0

}

ISR(INT0_vect)

// INT0 割込みが発生したときの処理

{

    uint32_t t0countNow; // 計時したときのT0countの値

    if (RECHECKTIME[0] == 0) {

        RECHECKTIME[0] = 1; // 計時開始

        REstartTime[0] = T0count;

    } else {

        t0countNow = T0count;

        RESPEED[0] = getRpm(REstartTime[0], t0countNow); // 回転速度を更新 

        RECHECKTIME[0] = 0; //計時終了

    }

    if (isRE0Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

        RECOUNT[0]++; //時計回り  

    } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

        RECOUNT[0]--; //反時計回り

    }

}

ISR(INT1_vect)

// INT1 割込みが発生したときの処理

{

    uint32_t t0countNow; // 計時したときのT0countの値

    _delay_ms(5);   //チャタリング防止

    EIFR |= (1<<INTF1); //チャタリング防止の後で、割り込みフラグをクリア

    if (RECHECKTIME[1] == 0) {

        RECHECKTIME[1] = 1; // 計時開始

        REstartTime[1] = T0count;

    } else {

        t0countNow = T0count;

        RESPEED[1] = getRpm(REstartTime[1], t0countNow); // 回転速度を更新 

        RECHECKTIME[1] = 0; //計時終了

    }

    if (isRE1Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

        RECOUNT[1]++; //時計回り  

    } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

        RECOUNT[1]--; //反時計回り

    }

}

/*

 *  External Interrupt PCINT0,1

 */

static inline void initPcint02(void) // PCINT0,2 割込みの設定

{

    PCICR = (1<<PCIE0) | (1<<PCIE2);// PCINT0,2 pin change

    PCMSK0 |= (1<<PCINT7); // PCINT7 enable

    PCMSK2 |= (1<<PCINT22); // PCINT22 enable

}

ISR(PCINT0_vect)

// PCINT0(PCINT0~7) 割込みが発生した(ロータリーエンコーダが動いた)ときの処理

{

    uint32_t t0countNow; // 計時したときのT0countの値

   _delay_ms(5);   //チャタリング防止

    PCIFR |= (1<<PCIF0); //チャタリング防止の後で、割り込みフラグをクリア

    if (!isRE2Ahigh()) { // エンコーダ出力AがLowのとき

        if (RECHECKTIME[2] == 0) {

            RECHECKTIME[2] = 1; // 計時開始

            REstartTime[2] = T0count;

        } else {

            t0countNow = T0count;

            RESPEED[2] = getRpm(REstartTime[2], t0countNow); // 回転速度を更新 

            RECHECKTIME[2] = 0; //計時終了

        }

        if (isRE2Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

            RECOUNT[2]++; //時計回り  

        } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

            RECOUNT[2]--; //反時計回り

        }        

    }

}

ISR(PCINT2_vect)

// PCINT2(PCINT16~23) 割込みが発生した(ロータリーエンコーダが動いた)ときの処理

{

    uint32_t t0countNow; // 計時したときのT0countの値

   _delay_ms(5);   //チャタリング防止

    PCIFR |= (1<<PCIF2); //チャタリング防止の後で、割り込みフラグをクリア

    if (!isRE3Ahigh()) { // エンコーダ出力AがLowのとき

        if (RECHECKTIME[3] == 0) {

            RECHECKTIME[3] = 1; // 計時開始

            REstartTime[3] = T0count;

        } else {

            t0countNow = T0count;

            RESPEED[3] = getRpm(REstartTime[3], t0countNow); // 回転速度を更新 

            RECHECKTIME[3] = 0; //計時終了

        }

        if (isRE3Bhigh()) { // エンコーダ出力BがHighのとき

            RECOUNT[3]++; //時計回り  

        } else {  // エンコーダ出力BがLowのとき

            RECOUNT[3]--; //反時計回り

        }        

    }

}

enum {STAGE_OFF, STAGE_ON}; // OCR1A Started or Stopped

/*

 *  main

 */

int main(void)

{

    initIo(); // 出力の初期化

    initTimer0(); // Timer0の初期化

    initInt01(); // INT0,1の初期化

    initPcint02(); // PCINT0,2の初期化

    sei(); // 割り込み処理開始

    while (1) {

    }

    return 0;

}