ＸＣ８用ロータリーエンコーダー処理関数

ＸＣ８用ロータリーエンコーダ処理関数

以前にアッセンブラ用にプログラムを作ってますが、今回はＸＣ８用にアッセンブラ版を移植してみる事にしました。
基本的にそのままの移植なのですが、使用方法を少々単純化してみました。
使用したロータリーエンコーダーは秋月電子で安価に購入した、アルプス電気のインクリメンタル方式エンコーダー（クリック無し）です。
クリック有タイプも販売されていますが、１クリックで数パルスを発生し、使い勝手が悪いです。

型番：ＥＣ１２Ｅ２４２０８０３

インクリメンタルタイプ・ロータリーエンコーダー（ＲＥ）の動作

ＲＥは左記回路図の様につまみを左あるいは右に回すと、ＲＥ内部にある２つのスイッチがＯＮ／ＯＦＦします。
そのため、スイッチをプルアップしＲＥを回転する事によりパルスを発生します。
ここでは、スイッチ1を「ＲＥＡ」、スイッチ２を「ＲＥＢ」とします。
軸を回転すると、ＲＥＡとＲＥＢの出力パルスが時間差（位相差）をもって検出されます。
それぞれのパルス長は、ほぼ同じですが、共に軸回転スピードに左右されます。
その位相差はどちらかのパルス長の約半分の時間（１／４周期）の様です。
右回転した場合、ＲＥＢパルスはＲＥＡパルスより位相が遅れます。
左回転した場合、逆にＲＥＡパルスがＲＥＢパルスより位相が遅れます。

ＰＩＣはこの位相差を検出して、右回転あるいは左回転を判定します。
回転パルスの１／４周期ごとのビットデータを、２回分取得する必要があります。
すなわち、ＲＥＡパルスとＲＥＢパルスの’Ｈ’部分が重なっていない部分と重なっている部分の２回分のデータが判別式に使用されます。
（’Ｈ’は’Ｌ’と置き換えても同じ）


オシロのＤＣ入力モードでＲＥＡ／ＲＥＢポート電圧を観察してみた結果

ＲＥのスイッチと回転軸の関係実験
どんな構造になっているのか不明ですが、メカニカルなスイッチと思われます。
ＲＥ軸の位置によっては、
　①ＲＥＡ／ＲＥＢが共にＯＮだったり、
　②共にＯＦＦだったり、
　③④どちらかがＯＮでもう一方がＯＦＦだったり、
と、４種類の状態の存在をそのままＲＥ軸を超ゆっくり回転および反回転させる事で確認しています。
と言う事は、機器立ち上がり時にＲＥのポートデータは、その４種類の内のいずれかと言う事になり、不確定要素となります。
そのＲＥの位置を把握するには、まずは1回制御関数を呼び出せば、確定されます。

ＲＥの軸回転させた場合の取得パルス幅の実験
パルスの周期はオシロで見ながら、
　ａ）ＲＥを自力で思いっきり回すと、約２０ｍｓ位
　ｂ）ゆっくり回すと数百ｍｓ、（目測ですが・・・）
でした。
ＯＮの時間(ＯＦＦの時間）パルス幅は、その半分の約１０ｍｓ～数百ｍｓの、ＰＩＣ動作レベルとしては、かなりのんびりとした世界と思われます。
一人ではオシロで画像採取できないのが残念ですが・・・
そのデータ処理方法アルゴリズムについてはソースファイルを参照して下さい。
（　超投げやり・・・　<m(_ _)m>　　）

ロータリーエンコーダー（ＲＥ）処理関数の呼び出し方法

ロータリーエンコーダ出力パルス変化に対して、ＰＩＣの動作は桁違いに早いので、ＰＩＣはＲＥのパルス変化が起きるまで待っている訳にはいきません。
また、ＲＥのスイッチ部分のチャタリング等のため数ｍｓのウエイトを入れますので、
割り込みルーチン内でＲＥ処理をするのも気が進みません。
ただ、１ｍｓ位で常に割り込みが掛かってるなら、割り込み専用ＲＥ処理関数を埋め込んでも良いかもしれません。（今の所、作成予定はありませんが）
なので、やっぱりメイン関数内のループの中にＲＥ処理関数を呼び出すのが現実的な気がします。
よって、メイン関数内で「頃合い」を見て呼び出す事を想定する事にします。

「頃合い」のさじ加減は、アッセンブラなら２～３ｍｓ程度間隔以下でしょうか・・・
ＸＣではどんなコードを吐き出しているのか分からないので、ましてや当局を含めたアマチュア各局は無料コンパイラを使用されてると思いますし、それでは最適化もされないので、ＲＥパルスの取りこぼし具合を実験しながら、適所にＲＥ関数を埋め込むのが良さげです。
つまり、メイン関数の処理進行時間によって、一か所あるいは複数個所にＲＥ関数を埋め込む、と言った使用方法を想定します。
ちょっと曖昧なな言い方で申し訳ないのですが・・・　<m(__)m>

ユーザーが使うＲＥ処理関数は１つのみで、動作は以下となります。
メインカウンタ値（引数１）と加減算数値(引数２)を添えて呼び出すと、
戻し値はＲＥの回転方向により、（引数１＋引数２）あるいは（引数１－引数２）を返してくると言った処理をするだけです。
ＲＥが回転してなかった場合は引数１をそのまま返してきます。

引数はすべて３２ｂｉｔ符号無し整数です。
下限値は０Ｈ、上限値はＦＦＦＦＦＦＦＦＨです。
オーバーフローやボロー等のフラグは無く、上・下限値に張り付くだけです。
下限値はともかく、上限値に行く事はまず無いと思いますが。
実際の所、上限値の処理確認は面倒で行って居ないです・・・　<m(__)m>

ロータリーエンコーダ処理関数　Ｖｅｒ１

　呼び出して使うのは下記の１）の関数１つのみです・・・　　(;´･ω･)
　ヘッダーファイルでＲＥと接続する入力ポート設定が必要です。

１）unsigned long int ＲＥ＿ＤＡＴＡ(
　　unsigned long int 引数１、unsiged long int 引数２)
　　　ＲＥを右回転した場合、引数１に引数２を加算します
　　　加算によるキャリー発生時は最大値のままです。
　　　ＲＥを左回転した場合、引数１から引数２を減算します
　　　減算によるボロー発生時は’０’のままです。
　　　ＲＥ取得データ(２ｂｉｔ)は過去３回、全部で４回分まで専用広域変数に保存
　　　その専用変数の数値はユーザーが意識する必要はありません。

　　　引数１：元となるカウンタ数値で３２ｂｉｔ符号無し整数
　　　引数２：加減算する１ステップ数値で３２ｂｉｔ符号無し整数
　　　戻値：加減算された３２ｂｉｔ符号無し整数
　　　　　　ＲＥが回転してなかった場合、元の数値をそのまま返します。

２）unsigned char ＧＥＴ＿ＲＥＰＯＲＴ(void)
　　　ロータリーエンコーダの生数値２ｂｉｔを取得します
　　　事前に使用読み込みポートを指定します。
　　　ＲＥＡポート　ＲＥの下位ビット
　　　ＲＥＢポート　ＲＥの上位ビット
　　　１）の関数から呼び出され、ユーザーは使用しません。

　　　引数：無し
　　　戻値：ＲＥのポートデータ、下位２ｂｉｔが有効

３）unsigned char ＤＩＲＥＣ(
　　unsigned char 引数１、unsigned char 引数２)
　　　ロータリーエンコーダの回転方向を判別
　　　１）の関数から呼び出され、ユーザーは使用しません。

　　　引数１：現在（最新）のＲＥ生数値で８ｂｉｔ符号無し整数
　　　引数２：一つ過去のＲＥ生数値で８ｂｉｔ符号無し整数
　　　戻値：’０’ならば右回転（ＣＷ）を意味します
　　　　　　’１’ならば左回転（ＣＣＷ）を意味します

広域変数およびポート定義

４）ＲＥＡ、ＲＥＢ
　　デジタル入力ポートを定義します。
　　ヘッダーファイルに定義場所があります。
　　デフォルトでＲＣ３，ＲＣ４となっています。
　　使用システムに合わせ、定義ポートを変更します。

５）ＲＥ＿ＢＩＴ

　　ｃｈａｒタイプの広域変数の定義でヘッダーファイルに記述されてます。
　　ＲＥＡ，ＲＥＢの２ビットデータ４回分を保存
　　ＲＥＡ＝ｂｉｔ０、ＲＥＢ＝ｂｉｔ１（現在値(ｔ０)
　　そのまま左シフトで過去データとする
　　ＲＥＡ＝ｂｉｔ２、ＲＥＢ＝ｂｉｔ３（過去値(ｔ－１)
　　ＲＥＡ＝ｂｉｔ４、ＲＥＢ＝ｂｉｔ５（過去値(ｔ－２)
　　ＲＥＡ＝ｂｉｔ６、ＲＥＢ＝ｂｉｔ７（過去値(ｔ－３)

デモ・プログラム実行結果

デモ・プログラムは２種類用意してみました。
どちらもほぼ同じ、超簡単なプログラムで恐縮ですが・・・
このデモ・プログラムでは、表示以外何も仕事をしていませんので、ＲＥの回転と数値表示はスムーズに行われました。

メイン関数に実数演算や長いウエイト等が入り、ＲＥ制御関数への呼び出し間隔が長くなると、ＲＥを思いっきり高速回転した時に追従しなくなります。
その場合は、ゆっくりとＲＥを回すか、メイン関数を工夫して、関数呼び出し間隔を短くします。

他のＲＥデバイスで動作実験はしていませんので悪しからず。
バグや追加事項などありましたら、ここに追記します。