使用ATtiny2313A AVR微控制器即可实现高速读取正交编码器信号

高速读取正交编码器信号（例如，1MHz，或1m/s，分辨率为1μm）通常需要专用硬件。本设计方案展示了一个简单的方案，仅使用ATtiny2313A AVR微控制器即可实现此功能。当然，微控制器也可以通过串行接口连接到其他设备，或者测量位置可以显示在本地LCD上，可以连接到端口PB。此外，可以添加一个或多个LED来指示错误情况。

图1用ATtiny2313A读取正交信号; Z索引信号是可选的。

在这个实现中，中断处理程序非常重要。它在不到1μs的时间内读取输入信号A和B.差分信号AP/N和BP/N由SN75157接收器处理，如果编码器输出逻辑电平信号，则不需要。

处理器配置为端口PD引脚的任何更改产生中断。该中断是中断向量表中的最后一个，因此

可以省去跳转指令，从而减少2-3个时钟（100-150ns）的中断服务时间。

先前和当前信号之间的异或操作（ A 旧 ？ B new或 A new ？ B old ）确定当前位置是否从前一个增加或减少。 old 和 B old 是改变状态前的A和B信号， A new 和 B new 是中断后的值。中断处理程序位于 PCIsubroutine1.txt 文件中。

中断处理程序的执行时间为800-850ns（16-17个时钟）。为了最大限度地缩短ISR的执行时间，一些寄存器专门用于它，主程序不能使用它：

R10保存SREG并测试激活新的中断

R11和R12用于新旧状态

R24和R25用于位置传感器

要计算当前位置，需要只有一个时钟周期。缺点是该位置只能有65536个值。您可以使用3或4个字节确定位置，在这种情况下，子程序执行时间从添加必要指令后增加到18-19个周期（使用寄存器对R24，R26，R28或R30）。

中断处理程序在退出当前ISR之前检查新中断。通过在SREG中设置位T来指示该情况。执行此检查，执行时间增加3个周期。我们使用RB6029（每转4,000个脉冲）以最大速度测试子程序的操作，没有检测到错误。

在激活中断之前，PCIE2值必须放在寄存器R12中（读取PIND寄存器）在启用PCINT2中断并设置SREG -I标志之前。

如果要使用Z索引信号，该位置将存储在三个寄存器中，为1,024,000个值？ （4,000次计数/旋转; 256次旋转）。读取数据的中断处理程序更复杂，如 PCIsubroutine2.txt 中所示。长度为19个周期，或当Z激活时当前位置递增时为20个周期。

如果Z索引处于激活状态，我们清除角度位置，增加转数，并检查先前的角度价值是3,999。在该子程序中，检测到三个错误：一个用于重叠的新中断（如前一种情况），另外两个与Z索引相关（检查先前角位置的正确性）。错误计数器寄存器rerr1，rerr2和rerr3应由用户定义。要初始化系统，请运行 InitIndexZ.txt ，等待Z处于活动状态。