C++ 使用Arduino将位置编码器值转换为RPM时出现问题

我使用一个400 PPR编码器和一个Arduino来测量编码器值。我能够让编码器读取值0-400（正旋转）和0到-400（负旋转），并在编码器完全旋转后重置为0。这部分代码是有效的，我遇到的问题是将这些位置值转换为RPM

我的方法是这样的：我使用millis（）函数来跟踪整个程序时间，现在使用一个可变的time_来存储这个值。我有一个if语句，每当millis（）以刷新率（在我的例子中，它定义为1毫秒）大于time_now时，它就会运行一次，因此每1毫秒运行一次

我的下一个方法是每毫秒采集两个样本。pointSample1和pointSample2之间的差异应该是编码器在1毫秒内移动的滴答数。这变得有点复杂，因为它本质上是一个400度的圆，所以例如，如果pointSample1是395度，pointSample2读取5度，我们需要获取编码器分辨率和pointSample1的差值，然后添加到pointSample2或（PPR-pointSample1）+pointSample2

同样，这应该是给我的滴答声每毫秒，这是一个简单的转换成RPM

#define REFRESH_RATE 1 //sets the refresh rate for tracking RPM (in mSec)

volatile float temp, counter = 0;    //This variable will increase or decrease depending on the rotation of encoder
int revsTotal = 0;
int pulseInitial = 0;
int PPR = 400;                      //Equal to the number of ticks per revolution of your encoder

unsigned long time_now = 0;         //time since program start
int pulseDifferential = 24;         //number of ticks per mSec for desired RPM
float pointSample1 = 0;             //first tick sample
float pointSample2 = 0;             //second tick sample
float pulsemSec = 0;                //the amount of ticks the encoder is reading every millisecond
float RPM = 0;                      //RPM of the motor

void setup() {

  pointSample1 = counter;

  Serial.begin (4800);

  pinMode(2, INPUT_PULLUP); //sets pin mode for pin 2

  pinMode(3, INPUT_PULLUP); //sets pin mode for pin 3
//Setting up interrupt
  //A rising pulse from encoder activated ai0(). AttachInterrupt 0 is DigitalPin nr 2 on most Arduinos.
  attachInterrupt(0, ai0, RISING);

  //B rising pulse from encoder activated ai1(). AttachInterrupt 1 is DigitalPin nr 3 on most Arduinos.
  attachInterrupt(1, ai1, RISING);
  }

  void loop() {

  // Send the value of counter
  if( counter != temp ){                        //if change is detected in the encoder, print the positional data values
  Serial.println ("Positional Data: ");
  Serial.println (counter);
  temp = counter;

    if( counter >= PPR or counter <= -PPR){ //This if statement resets the counter every time the encoder does a full revolution, protecting from reset after memory becomes filled
      counter = 0;
    }
  }
  if(millis() > (time_now + REFRESH_RATE) or millis() == 0){         //should run once every time the refresh rate is met (refresh rate = 1mSec, if statement runs once every mSec). millis() = 0; is for varibale overflow protection
    pointSample2 = counter;                       //sets pointSample2 to the encoder position, pointSample1 starts at 0. This allows the difference between the two to be taken to determine the rotation per mSec
    if(pointSample1 - pointSample2 < 0){          //conditional if / elseif statement checks the sign (positive or negative) of the ticks between samples, and makes sure that the pulses per mSec is always positive
      pulsemSec = pointSample2 - pointSample1;
    }
    else if (pointSample1 - pointSample2 > 0){
      pulsemSec = (PPR - pointSample1) + pointSample2;
    }
    RPM = (((pulsemSec / PPR) * 1000) * 60);      //pulsemSec / PPR = revs per msec; revs per msec * 1000 = revs per sec; revs per sec * 60 = RPM
    pointSample1 = pointSample2;                  //changes pointSample1 for the next cycle
    time_now = millis();                          //sets time_now to the amount of time since program start
    Serial.println ("pulsemSec: ");
    Serial.println (pulsemSec);
    Serial.println ("RPM: ");
    Serial.println (RPM);
  }
  }

  void ai0() {
  // ai0 is activated if DigitalPin nr 2 is going from LOW to HIGH
  // Check pin 3 to determine the direction
  if(digitalRead(3)==LOW) {
  counter++;
  }else{
  counter--;
  }
  }

  void ai1() {
  // ai0 is activated if DigitalPin nr 3 is going from LOW to HIGH
  // Check with pin 2 to determine the direction
  if(digitalRead(2)==LOW) {
  counter--;
  }else{
  counter++;
  }
  }

#定义刷新率1//设置跟踪RPM的刷新率（毫秒）
挥发性浮子温度，计数器=0//该变量将根据编码器的旋转增加或减少
int revsTotal=0；
int脉冲初始值=0；
int PPR=400//等于编码器每转的滴答数
无符号长时间_now=0//程序启动后的时间
int脉冲微分=24//所需RPM每毫秒的滴答数
浮点采样1=0//首个蜱虫样本
浮点采样2=0//第二个蜱虫样本
浮动脉冲秒=0//编码器每毫秒读取的滴答数
浮动转速=0//电机转速
无效设置（）{
pointSample1=计数器；
Serial.begin（4800）；
pinMode（2，输入_上拉）；//设置插脚2的插脚模式
pinMode（3，输入_上拉）；//设置插脚3的插脚模式
//设置中断
//来自编码器的上升脉冲激活了ai0（）。在大多数Arduinos上，AttachInterrupt 0是数字引脚nr 2。
附加中断（0，ai0，上升）；
//B来自编码器的上升脉冲激活了ai1（）。在大多数Arduinos上，AttachInterrupt 1是数字引脚nr 3。
附加中断（1，ai1，上升）；
}
void循环（）{
//发送计数器的值
如果（计数器！=temp）{//如果在编码器中检测到更改，则打印位置数据值
Serial.println（“位置数据：”）；
Serial.println（计数器）；
温度=计数器；
if（counter>=PPR或counter（time\u now+REFRESH\u RATE）或millis（）==0）{//应在每次满足刷新率时运行一次（REFRESH RATE=1mSec，if语句每毫秒运行一次）。millis（）=0；用于变量溢出保护
pointSample2=counter；//将pointSample2设置为编码器位置，pointSample1从0开始。这允许取两者之间的差值来确定每毫秒的旋转
if（pointSample1-pointSample2<0）{//conditional if/elseif语句检查样本之间的刻度符号（正或负），并确保每毫秒的脉冲始终为正
脉冲秒=点采样2-点采样1；
}
else if（点采样1-点采样2>0）{
脉冲秒=（PPR-点采样1）+点采样2；
}
RPM=（（脉冲秒/PPR）*1000）*60）；//脉冲秒/PPR=每秒转速；每秒转速*1000=每秒转速；每秒转速*60=RPM
pointSample1=pointSample2；//为下一个循环更改pointSample1
time_now=millis（）；//将time_now设置为程序启动后的时间量
Serial.println（“脉冲秒：”）；
Serial.println（脉冲秒）；
Serial.println（“RPM:”）；
Serial.println（RPM）；
}
}
void ai0（）{
//如果DigitalPin nr 2从低变高，则激活ai0
//检查销3以确定方向
如果（数字读取（3）=低）{
计数器++；
}否则{
计数器--；
}
}
无效ai1（）{
//如果DigitalPin nr 3从低变高，则激活ai0
//用销2检查以确定方向
如果（数字读取（2）=低）{
计数器--；
}否则{
计数器++；
}
}

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在测试过程中，我用数字转速表测量了一个电机在473转/分左右旋转。根据Arduino输出，这转化为我的代码测得的13350转/分，一个更高的数字。我相信pulsemSec变量的测量不正确，转换为转/分的方式也不正确，但我不是苏这就是问题所在。

每次毫秒变化时，您都会写入大约30个字节。4800波特时的30个字节是30/480*1000毫秒=62毫秒。因此，一旦缓冲区已满，这将阻塞。但您假设计算只经过了一毫秒

此外，计算脉冲的方式也有偏差：

// ai0 is activated if DigitalPin nr 2 is going from LOW to HIGH
// Check pin 3 to determine the direction

// ai[1] is activated if DigitalPin nr 3 is going from LOW to HIGH
// Check with pin 2 to determine the direction

因此，如果我们采用偏移编码，每个脉冲周期会得到两个计数器增量：

pin 2   ________********________********

pin 3   ****________********________****


                !ai0            !ai0
                    !ai1            !ai1
                counter++       counter++
                    counter++       counter++

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因此，您可能正在将计数器每转800次递增。

temp

在第一次迭代时未初始化。您应该在每次迭代中只调用一次

millis（）

。

中的
if
（pointSample1不需要，如果点采样相同，则会屏蔽。您的计算可能会丢失分辨率。请尝试：
（脉冲秒*1000*60）/PPR；