EC11旋转编码器FPGA

EC11 旋转编码器在FPGA中的实现与应用
硬件连接说明
EC11 旋转编码器通常有三个引脚：VCC、GND 和 CLK。其中，CLK 是主要的输出脉冲信号，用于检测旋钮的转动情况[^3]。
为了将 EC11 编码器集成到 FPGA 中，需要通过合适的接口将其连接至 FPGA 的 I/O 引脚上。具体来说：

VCC 连接到 FPGA 板上的电源正极 (通常是 3.3V 或者 5V)
GND 连接至 FPGA 地线
CLK 输出则应连接到一个可用的输入管脚，并配置为施密特触发器模式以提高抗干扰能力

Verilog 实现方法
下面是一个简单的基于状态机的方法来处理来自 EC11 编码器的数据流:
module rotary_encoder(
input wire clk, // System clock
input wire rst_n, // Asynchronous reset active low
input wire enc_a, // Encoder A channel signal
output reg dir // Direction flag: '0' clockwise,'1' counterclockwise
);

reg [1:0] state;
wire edge_detected;

// Detect rising edges on the encoder signals
assign edge_detected = (!state[0]) && enc_a;

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin : proc_state
if (~rst_n) begin
state <= 2'b00;
dir <= 1'b0;
end else begin
case(state)
2'b00: if(edge_detected) state <= 2'b01;
else state <= {enc_a,state[1]};

2'b01: if(enc_a) state <= 2'b11;
else state <= 2'b00;

2'b11: if(!enc_a) state <= 2'b10;
else state <= 2'b11;

2'b10: if(!enc_a) state <= 2'b00;
else state <= 2'b11;
endcase

// Determine direction based on transition pattern
if ((state == 2'b01) || (state == 2'b10))
dir <= ~dir;
end
end

endmodule
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此模块接收来自 EC11 编码器的一个通道 (enc_a) 输入并跟踪其变化趋势。当检测到有效边沿时更新内部状态寄存器 state 并据此判断转向方向(dir)。该设计假设另一个未显示在这里的 B 道路也存在并且可以用来进一步确认增量位置的变化。
应用场景举例
在一个典型的控制系统里，比如电机调速装置中，可以通过读取 EC11 编码器返回的方向标志位以及计算单位时间内产生的脉冲数量来调整目标设备的速度或角度设置。此外还可以应用于菜单导航界面等人机交互场合当中作为用户输入手段之一。