Enkodery obrotowe, zwane również impulsatorami, służą do budowy przyjaznych interfejsów człowiek-komputer. Istnieje wiele parametrów, które łatwiej jest regulować kręcąc pokrętłem niż wpisując wartości liczbowe z klawiatury. W odbiornikach radiowych do regulacji głośności dawniej stosowano potencjometry, a współcześnie, w dobie techniki cyfrowej, stosuje się enkodery. Urządzenie, w którym znajdziemy kilka lub nawet kilkanaście enkoderów to oscyloskop. Mikrokontrolery XMEGA umożliwiają bardzo łatwe wykorzystanie enkoderów, dzięki systemowi zdarzeń i wbudowanemu dekoderowi kwadraturowemu. Schemat układu na dziś przedstawia rysunek 1.

Rys. 1. Schemat układu z enkoderem obrotowym

Fot. 2. Prototyp na płytce stykowej

Enkoder ma piny oznaczone literami A i B oraz masę. Jeśli enkoder ma możliwość wciskania, wówczas są jeszcze dwie dodatkowe nóżki. Piny A i B muszą być podciągnięte do zasilania rezystorami pull-up – na szczęście XMEGA jest wyposażona w takie i nie musimy dodawać osobnych. Wewnątrz niego znajdują się dwa styki, które są zwierane do masy w zależności od pozycji pokrętła. Obracając pokrętło uzyskamy przebiegi takie, jak na rysunku 3 – przesunięte o 90? w zależności od kierunku obrotu. Dzięki sprzętowemu dekoderowi, jaki znajduje się w mikrokontrolerach XMEGA, nie musimy wgłębiać się w szczegóły i wnikliwie badać tych przebiegów. Dekoder zrobi wszystko za nas, a pozycję pokrętła będziemy mogli łatwo i szybko odczytać, korzystając z rejestru CNT timera.

Rys. 3. Przebiegi na wyjściach A i B enkodera

Na początku funkcji main(), musimy skonfigurować piny, które będzie wykorzystywał enkoder. Ustawiamy je jako wejścia i włączamy wewnętrzne rezystory pull-up. Ponieważ piny wykorzystywane przez enkoder znajdują się w obrębie jednego portu, do ich konfiguracji możemy wykorzystać rejestr PORTCFG.MPCMASK i zdefiniować w nim, jakie piny chcemy skonfigurować. Następnie, po wpisaniu odpowiednich wartości do rejestru PORTx.PINxCTRL, ustawienia te zostaną skopiowane do rejestru kontrolnego każdego pinu wskazanego w MPCMASK. W ten sposób możemy szybko skonfigurować piny C1 i C0, które podłączymy do enkodera.

    // wejścia enkodera
    PORTCFG.MPCMASK    =    0b00000011;                       // wybór pinów 0 i 1 do konfiguracji
    PORTC.PIN0CTRL     =    PORT_ISC_LEVEL_gc |               // reagowanie na poziom niski
                            PORT_OPC_PULLUP_gc;               // podciągnięcie do zasilania

Następnie, przechodzimy do konfiguracji systemu zdarzeń. W rejestrze EVSYS.CH0MUX wskazujemy pierwszy z dwóch pinów, wykorzystywanych przez enkoder. Pamiętaj, że enkoder musi być podłączony do pinów sąsiadujących ze sobą!

Każdy kanał systemu zdarzeń ma swój rejestr kontrolny. Zobaczmy fragment dokumentacji tego rejestru na rysunku 4. Interesuje nas bit QDEN, uruchamiający dekoder kwadraturowy. Pozostałe opcje związane z dekoderem są związane z enkoderami z indeksowaniem. Przydatną rzeczą, jaką jeszcze możemy w tym rejestrze ustawić, to filtr cyfrowy. Filtr cyfrowy sprawia, że sygnał zostanie rozpoznany jeżeli będzie utrzymywał się na wejściu dłużej niż wybrana liczba cykli zegarowych. Ustawmy więc filtr na osiem cykli.

Rys. 4. Dokumentacja rejestru CHxCTRL