Чтение поворотного энкодера с использованием цифровых контактов Mega 2560 напрямую с помощью регистров порта?

rotary-encoder port-mapping debounce

Я пытаюсь написать процедуру обслуживания прерываний для Arduino Mega 2560 для декодирования квадратурного поворотного энкодера. У меня есть ISR (процедура обслуживания прерываний), которая реагирует на спадающий фронт цифрового контакта 2.

Затем мне нужно посмотреть на значение на выводе 3 и посмотреть, является ли оно высоким или низким, чтобы определить, в каком направлении поворачивается энкодер. Я построил простую схему подавления дребезга, используя пару резисторов и конденсатор 0,01 мкФ на линию от энкодера, так что теперь эти сигналы чистые.

Исходя из того, что я сделал, лучше считывать состояния выводов напрямую, а не использовать digitalRead в ISR, поскольку функция digitalRead() довольно медленная.

Мне трудно найти и выяснить сопоставления портов для регистров портов для чтения контактов.

Я считаю, что мне следует использовать

(PIND & (1 << 3) != 0 для чтения цифрового контакта 3, так как я думаю, что контакты 2-9 находятся в регистре PIND?

Я нашел эту диаграмму https://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560, в которой перечислены сопоставление контактов для Mega 2560, но я не уверен, как его прочитать.

Если я использую bool pinBState = digitalRead(rotaryPinB) == LOW в своем ISR, он работает, но иногда он пропускает изменения состояния.

Если вместо этого я использую код `bool pinBState = (PIND & (1 << 3)) == 0;

Значение pinBState никогда не меняется.

Может ли кто-нибудь сказать мне, что я делаю неправильно?

См. ответ ниже. Кажется, что цифровые контакты 0–7 считываются из PINE, а не из PIND.

Однако теперь у меня новая проблема:

С кодом, показанным в моем ответе, я получаю показания, которые увеличиваются при вращении по часовой стрелке и уменьшаются при вращении против часовой стрелки, как и ожидалось:

Если я очень медленно поворачиваю его на полный оборот, я обычно могу сделать ровно 12 шагов за один оборот. Если я вращаю энкодер быстро или через несколько полных оборотов, он дает мне значения, которые не являются точными кратными 12, и поворачивая его на несколько оборотов по часовой стрелке, а затем такое же количество оборотов против часовой стрелки не возвращает значение к 0, как это должен.

Я использую простую схему подавления дребезга, как рекомендовано в спецификации кодировщика:

https://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/PEC11R.pdf

Схема выглядит так:

Разве эта схема не должна работать? Я подключил его на макетной плате, и у меня довольно длинные провода, и я не обрезал провода на резисторах или конденсаторах, так как это все еще тестовая схема. Я бы не подумал, что это будет чувствительно к радиочастотному шуму. Единственное, что у меня есть в проекте, это ЖК-дисплей I2C. Я трижды проверил свою проводку и не думаю, что сделал какие-либо ошибки.

Я не понимаю, почему управляемый прерываниями поворотный энкодер с рекомендованной схемой подавления дребезга, который считывает регистры порта для считывания данных с PIN-кода B, не дает надежных результатов при нормальной скорости включения элемента управления.

#define rotaryPinA 2
#define rotaryPinB 3

void setup() {
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(rotaryPinA), encode, FALLING);

  pinMode(rotaryPinA, INPUT);
  pinMode(rotaryPinB, INPUT);
  // Остальная часть функции настройки
}

void encode() {
  rotaryValueChanged = true;
  //Чтение моего PinB (цифровой контакт 3) с помощью регистра порта PINE, 5-й бит
  bool pinBState = (PINE & (1 << 5)) == 0;
  //Вот эквивалентный код с использованием digitalRead:
  // bool pinBState = digitalRead(rotaryPinB) == LOW;
  rotaryValue +=  pinBState ? -1 : 1;
}