ロータリーエンコーダは、回転軸の機械的な位置、角度、速度、回転方向を検出し、それを電気信号（パルスなど）に変換するセンサです。
モータの速度制御、ロボットの関節角度検出、産業用機械の精密な位置決めなどに幅広く使用されています。
今回は受信機の周波数設定などに使用してみたいと言うことで確認していきます。

インクリメンタル形:

回転に応じてパルスを出力します。回転量や速度を測るのに適していますが、電源を切ると現在位置を忘れてしまうため、起動時に原点復帰が必要です。
今回はこの方式を使います。

アブソリュート形:

回転角に応じた絶対的な「位置データ（コード）」を出力します。電源を切っても現在の位置を保持できるのが特徴です。

今回使用したエンコーダ

光学式:

スリットの入った円板に光を当て、その透過・遮断をフォトセンサで読み取ります。高精度なのがメリットです。

磁気式:

磁石の回転による磁界の変化を読み取ります。油や埃に強く、環境が厳しい場所での使用に向いています。

機械式（接点式）:

物理的な接点の開閉で信号を送ります。安価で家庭用電子機器によく使われます。今回のプログラムはこの方式のロータリーエンコーダを使用します。

安価なものなので、実際の波形はAとBを比べると信号の幅が多少違っている。光学式ならもっと綺麗な位相波形になっていると思います。右図が確認した波形です。
5年前にRotary Encoder Switch EC11　10個(送料込)で466円でした。

 1.2.1　概容

 1.2.2　プログラムの注意事項

エンコーダ値

エンコーダ値は USART1 で情報を送っているので WCH-LinkEエミュレーター の Rx を CH32V203 の PA9 に接続する。

GPIO_Mode_IPU:

エンコーダ信号がオープンコレクタの場合にプルアップ抵抗を有効にします。

TIM_EncoderMode_TI12:

TIM4_CH2の両方を使って1回転あたりのカウント数を4倍にします。
コメントアウトしている _TI1は、2倍にするものです

TIM_ICFilter:

ロータリエンコーダのチャタリング（ノイズ）が多い場合は、この値を大きくすると安定します。

Get_Encoder_Count:

int16_tにキャストすることで、逆回転時に負の値（65535, 65534...）が正しく負の数（-1, -2...）として扱われます。
#include "ch32v20x.h" //32bit 4,294,967,295 16bit 65,535 volatile int16_t encoder_count = 0; uint8_t last_sw_state = 1; void TIM4_Encoder_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure = {0}; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure = {0}; // 1. クロック有効化 (GPIOA と TIM2) // RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); // 2. TIM2のリマップ設定 (PB4/PB5を使用するためにフルリマップ) // ☓ GPIO_PinRemapConfig (GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); // 3. PB0(A相), PB1(B相), PB2(SW) を入力プルアップに設定 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7| GPIO_Pin_10;// ;// GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // ノイズ対策でプルアップ推奨 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 4. タイマー基本設定 // カウンタの最大値（ARR）を最大（65535）に設定 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); // 5. エンコーダモード設定 // TIM_EncoderMode_TI12 は A相・B相の両方のエッジでカウント（4逓倍） TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising); //2倍 = TI1のみカウント //TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI1, // TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising); // 6. 入力フィルタ設定（チャタリング防止） TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure); TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x06; // フィルタ値 (0x00-0x0F) TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure); // 7. カウンタリセットと有効化 TIM_SetCounter(TIM4, 0); TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); } int main(void) { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); SystemCoreClockUpdate(); Delay_Init(); USART_Printf_Init(115200); printf("Encoder + SW Start\r\n"); TIM4_Encoder_Init(); while(1) { // カウンタ値の取得 encoder_count = TIM_GetCounter(TIM4); /* スイッチ状態の取得 (PB2) */ /* GPIO_ReadInputDataBit は 押されている間 0 (Low) を返す */ uint8_t sw_state = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_10); /* 立ち下がりエッジ検出 (押した瞬間) */ if (last_sw_state == 1 && sw_state == 0) { printf("Button Pressed! Resetting Count...\r\n"); TIM_SetCounter(TIM4, 0); // スイッチ押下でカウントをリセットする例 Delay_Ms(20); // 簡易チャタリング防止 } last_sw_state = sw_state; printf("Count: %d | SW: %s\r\n", encoder_count, (sw_state == 0 ? "PUSH" : "IDLE")); // printf("Count: %d \r\n", encoder_count); Delay_Ms(50); } }