STM32 编码器模式详解

编码器模式

stm32的定时器带的也有编码器模式。
所用的编码器是有ABZ三相,其中ab相是用来计数z相输出零点信号
AB相根据旋转的方向不同,输出的波形如下图所示:

从图上可以看出来,cw方向A相会超前B相90度左右,相反CCW方向,B相会超前A相90度左右。不过方向判断stm32自己是可以完成的。

### 关于ABZ编码器STM32上的实现 #### 1. ABZ 编码器简介 ABZ 编码器是一种增量式编码器,其主要特点是通过 A、B 和 Z 三路信号来表示旋转角度和方向。A 和 B 是两路相位相差 90° 的方波信号,用于检测旋转的方向和速度;而 Z 信号是一个单圈脉冲,在每转一圈时触发一次,通常用来作为参考点[^1]。 #### 2. STM32 上的硬件配置 STM32 微控制器可以通过 TIM 定时器模块支持编码器模式,从而轻松读取 ABZ 编码器的数据。具体来说,TIM 定时器可以捕获 A 和 B 通道的变化,并计算出当前的位置信息。以下是实现的关键步骤: - **选择合适的定时器** 需要选择一个具有编码器输入功能的高级或通用定时器(如 TIM1、TIM2、TIM3 或 TIM4)。这些定时器能够接收两个外部输入信号并自动更新计数值。 - **初始化 GPIO 引脚** 将 A 和 B 信道连接到指定的 GPIO 引脚上,并将其配置为浮空输入模式。例如,对于 TIM4,可以选择 PA6 和 PA7 分别作为 CH1 和 CH2 输入引脚[^3]。 - **启用编码器模式** 使用 `HAL_TIM_Encoder_Init` 函数初始化定时器进入编码器模式。此函数允许设置分辨率以及递增/递减计数逻辑。 ```c // 初始化结构体定义 TIM_HandleTypeDef htim4; TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig; void MX_TIM4_Init(void) { htim4.Instance = TIM4; htim4.Init.Prescaler = 0; // 不分频 htim4.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 向上计数 htim4.Init.Period = 65535; // 自动重装载值设为最大 htim4.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI12; // 使用 TI1 和 TI2 进行编码 sConfig.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; // IC1 上升沿有效 sConfig.IC2Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; // IC2 上升沿有效 sConfig.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; // 直接从 TI1 获取信号 sConfig.IC2Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; // 直接从 TI2 获取信号 sConfig.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不分频 sConfig.IC2Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不分频 HAL_TIM_Encoder_Init(&htim4, &sConfig); } ``` #### 3. 中断处理与位置计算 为了实时获取编码器的位置变化,可以在每次发生中断时读取定时器寄存器中的计数值。如果需要更精确的角度测量,则可以根据总脉冲数转换成实际物理角度。 ```c int main(void) { short Enc_cnt = 0; float angle = 0.0f; HAL_TIM_Encoder_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_1 | TIM_CHANNEL_2); while (1) { Enc_cnt = (short)__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4); angle = 360.0 / 4.0 / 4096.0 * (float)Enc_cnt; // 假设分辨率为 4096 PPR } } // 处理 Z 信号中断 void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){ if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13){ __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4, 0); // 清零计数器 } } ``` 以上代码片段展示了如何利用 STM32 的 HAL 库启动编码器模式,并通过 IT 方式不断监测当前位置及角度[^3]。 #### 4. 可选优化方案 当遇到高频率脉冲输入时,可能需要考虑使用 DMA 来代替轮询方式提高效率。此外还可以加入滤波单元减少噪声干扰带来的误判风险。 --- ###
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