PIC-Lernbeispiel: Rotary-Encoder auswerten: Teil 2

Rotary-Encoder, Teil 2

Wir haben ja schon  ausprobiert, wie man einen Rotary-Encoder mit einem PIC einsetzen kann. Die bisherige Lösung ist aber weder flexibel noch optimal. Ich möchte deshalb das Rotary-Encoder-Beispiel etwas optimieren, um die Vorteile eine Microcontrollers etwas besser herauszustellen.

Uralt-PICs (wie der 16F84) waren auf externe Bauelemente zur Takterzeugung angewiesen. Modernere PICs haben einen integrierten Taktgenerator, der für viele Anwendungen ausreicht. Der 16F628 besitzt einen internen 4-MHz-Oszillator. Den möchte ich verwenden, um den externen Resonator einzusparen.

Die Ausgabe eines vom Encoder gesteuerten Zählerstandes am PortB mag nicht für alle Anwendungen geeignet sein. Alternativ könnte man immer genau eine von 8 LEDs aufleuchten lassen, und durch Drehen des Encoders die leuchtende LED nach links oder rechts "verschieben". Wir können mit einem PIC beides realisieren. Man muss dem PIC aber mitteilen, welche der beiden Anzeigevarianten man gern hätte. Dies teilt man dem PIC mit Hilfe eines zusätzlichen Input-Pins mit. Ich verwende dafür das Pin RA2. Ist es mit Vdd verbunden, dann erfolgt Ausgabe des 8-Bit-Zählwertes am PortB wie bisher auch. Wird aber das Pin RA2 mit Vss verbunden, dann wird immer genau eine LED leuchten, die durch Drehen des Encoders ausgewählt werden kann.

Vielleicht will man es aber lieber so haben, dass alle LEDs leuchten, bis auf eine? Das wäre dann also eine inverse Anzeige am PortB. Auch hier sehe ich beide Möglichkeiten vor, und schalte mit dem Pin RA3 um. Liegt Pin RA3 auf Vss, dann erfolgt die Anzeige wie bisher auch. Liegt RA3 aber auf Vdd, dann erfolgt die Anzeige invers.

Einige Encoder rasten mechanisch nur in jeder zweiten Drehstellung. Das hat zur Folge, dass meine bisherige Schaltung zwischen zwei Raststellung immer den Zählstand immer um 2 erhöht oder verringert. Die "leuchtende LED" würde z.B. immer gleich um 2 Positionen verschoben werden. Um auch solche Encoder an der selben Schaltung betreiben zu können, müsste die Software angepasst werden. Ich mach die Software einfach flexibel. Sie kann beide Encoder-Arten korrekt bedienen. Man muss ihr nur mit dem Pin RA4 mitteilen, was für ein Encoder angeschlossen ist. Ein Vdd-Pegel an RA4 bedeutet, das ein normaler Encoder verwendet wird. Dagegen bedeutet Vss-Pegel an RA4, das ein Encoder eingesetzt wird, der nur jeweils in der zweiten Stellung einrastet.
(Hinweis: bei RA2=High und RA4=Low erfolgt die Anzeige des Zählerstandes nur 7-bittig anstatt mit 8 Bits. Die LED an RB7 bleibt dann unbenutzt.)

Schaltung

Das ist nun die modifizierte Schaltung der flexiblen Schaltung. Der externe Resonator ist entfallen, und auch auf einen Resttaster habe ich verzichtet. Die Betriebsart wird nun durch Drahtbrücken oder Jumper an den Pins RA2 bis RA4 ausgewählt. Die Schaltung ist nun flexibler und einfacher. Für den Aufbau eignet sich eine 18-Pin-Testplatine oder eine 18-Pin-Minitestplatine mit angesteckter LED-Platine.

Programmablauf

• Zuerst wird der PIC initialisiert, d.h. die Ports werden eingestellt.
• das Zählregister 'counter' wird auf 0 gestellt, und RA0/RA1 als Ausgangswert eingelesen
 
• es folgt eine Endlosschleife
• die Stellung des Encoders (RA0/RA1) wird abgefragt, und mit der alten Stellung verglichen.
• hat sich RA0/RA1 verändert, wird durch Verschieben der Bits die Drehrichtung bestimmt.
• je nach Drehrichtung wird das Zählregister erhöht oder verringert,
  
• falls RA4=High: wird mit dem durch 2 dividierten Zählwert weitergearbeitet
• falls RA2=High: wird aus den unteren 3 Bits des Ergebnisses die zu aktivierende LED bestimmt
• falls RA3=Low: wird das Ergebnis noch invertiert
• schließlich wird das Ergebnis am PortB ausgegeben
  
• Sprung zum Beginn der Endlosschleife

Programmlisting

• Assemblerlisting + HEX-File