编码器接口测速

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- 编码器
- 编码器接口测速

编码器

编码器接口简介:
①正交编码器的A、B两相信号相位差90度。STM32的编码器接口会检测这两个信号的边沿变化，并根据另一相的电平状态自动判断旋转方向，从而控制计数器（CNT）进行递增或递减计数。这种设计还赋予了接口强大的抗噪声能力，即使单相出现毛刺信号，计数值也能保持稳定。
②每个高级定时器和通用定时器都拥有一个编码器接口.
③两个输入引脚借用了输入捕获的通道1和通道2.
正交编码器如图:

编码器接口测速

编码器的基本结构:
由编码器基本结构来构建初始化配置顺序:

接线图如下:
复制定时器定时中断工程后,新建Encoder.c和Encoder.h文件
Encoder.c代码:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void Encoder_Init(void)
{	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	//ARR,指定其为最大量程
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536-1;
	//PSC,不分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1-1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;	
	//在配置编码器时,TIM_ICInitStructure结构体的一些参数用不到,防止发生意外bug,所以先初始化结构体赋一个默认值
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
	
	//配置PA6,其对应TIM3的CH1
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
	
	//配置PA7,其对应TIM3的CH2
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
	
	//配置编码器参数,TIM_EncoderMode_TI12参数表示使用TI1FP1和TI2FP2同时计数,后两个参数以Rising结尾表示电平信号不翻转
	//此参数的后两个参数与ICInit的TIM_ICPolarity一致,要注意将此函数放在ICInit下面,让其参数将ICIinit的相同参数覆盖掉
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Rising);

	//启动定时器
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

//获取计数器的值
int16_t Encoder_Get(void)
{	
	int16_t Temp;
	Temp = TIM_GetCounter(TIM3);
	TIM_SetCounter(TIM3,0);
	return Temp;
}

值得注意的是:
①在配置TIM_ICInit();(含有结构体参数)时,由于使用的编码器接入了PA6和PA7两个引脚口,所以配置时要进行两次ICIint.根据引脚定义表,PA6对应TIM3的CH1通道,PA7对应TIM3的CH2通道,所以在这两次配置时要将TIM_Channel 的参数分别写为TIM_Channel_1和TIM_Channel_2.由于配置结构体时中含有一些参数时只在高级定时器才能用到,在TIM3这些参数没有用,为了防止发生意外bug,要先对结构体初始化赋一个默认值TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);.
②在配置TIM_ICInit();(含有结构体参数)时,统一结构体变量名称可以进行多次使用,这是因为在每个配置完毕的结构体最后都要调用TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);将配置好的参数写进内存,所以及时重复使用一个结构体名称也并不会发生冲突.
③配置编码器参数函数TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Rising);这个函数官方已经写好了,第二个参数表示编码模式,使用TIM_EncoderMode_TI12即表示触发源选为TI1FP1和TI2FP2,在这两个触发源的波形上升沿和下降沿都会触发计数,这也是为什么编码器硬件在旋转旋钮一格计数器会计数4次,最后两个参数表示触发源TI1FP1和触发源TI2FP2的波形是否翻转,如果想要正转编码器旋钮计负数,反转编码器旋钮计正数(还可以互换编码器引脚接线)可以选择改变这两个参数,其中参数写为TIM_ICPolarity_Rising表示不翻转,参数写为TIM_ICPolarity_Falling表示反转.

main.c代码:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"

int8_t Speed;
int main(void)
{
	OLED_Init();
	Timer_Init();
	Encoder_Init();
	
	
	OLED_ShowString(1,1,"Speed:");
			
	while(1)
	{
		OLED_ShowSignedNum(1,7,Speed,5);
	}
}

//中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{	
	//检查是否是TIM2更新中断信号进入
	if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET)
	{
	
		Speed = Encoder_Get();
		//一次中断,一次清除,防止程序一直卡在中断里
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
	}
}

值得注意的是:
①在调用Timer_Init();(使用的是TIM2定时器)的函数时立即开启定时中断模式,即1秒进入一次中断,注意:只要调用这个函数就会一直搁1秒开启一次中断,不管程序在运行什么,都会隔1秒进入一次中断.
②虽然调用Timer_Init();函数会让电脑每隔1秒进入一次中断,但是如果没有再调用中断服务函数void TIM2_IRQHandler(void);来处理中断,硬件依然会每秒产生中断，但CPU在找不到处理函数时，系统行为将是未定义的，通常会导致程序卡死或跑飞。(Timer_Init();中没有TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);中断清除函数来清除中断,所以中断会一直进行下去).

Timer.c代码:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

//定时器初始化
void Timer_Init(void)
{	
	//开启TIM2的时钟,TIM1(高级时钟)对频率要求高,连接在APB2;TIM2、TIM3、TIM4（通用时钟）连接在APB1
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	
	//启用STM32自带的内部时钟，系统默认配置，可以不写
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	//配置时基单元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	//选择分频数,TIM_CKD_DIV1表示分频数为1,即不分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	//选择计数器的计数模式,TIM_CounterMode_Up表示向上计数,即从0开始计数,到达预定值清零再次从零开始计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	/*设置自动重装器(ARR),因为预分频器设置为将7200个脉冲分频为1个脉冲,那么设置自动重装器为1000-1,
	  即1000HZ,7200*1000正好等于内部定时器频率72MHZ,此时一个脉冲信号72MHZ全部输入完毕,
	  正好过去1秒,自动重装器计时器就会清零*/
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000-1;
	//设置预分频器(PSC),选择预分频数,7200-1表示对72MHZ进行7200次分频,即将7200个脉冲分频为1个脉冲
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200-1;
	//重复计数器,高级计数器(TIM1)才有,本计数器TIM2用不到
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);

	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						//清除定时器更新标志位
																//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
																//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
																//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
																
	//当接收的脉冲到达自动重装器(ARR)的阈值,就产生更新中断,要提前开启更新中断到NVIC的通路
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
	
	//配置NVIC
	//NVIC分组
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	//初始化NVIC
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	//配置TIM2的中断频道,IRQ:中断请求
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
	//允许开启NVIC的中断请求
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	//设置抢占优先级,中断很少,所以在0~3中给任意数字
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	//设置响应优先级,中断很少,所以在0~3中给任意数字
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	//启动定时器
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

/*
//配置TIM2的启动函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{	
	//检查是否是TIM2更新中断信号进入
	if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET)
	{
	
		Num++;
		//一次中断,一次清楚,防止程序一直卡在中断里
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
	}

*/