STM32驱动旋转编码器（标准库）

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已于 2025-02-05 20:47:26 修改

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文章标签：单片机 stm32 嵌入式硬件

于 2025-02-05 20:41:41 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/id2658/article/details/145460918

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一、机械式增量式旋转编码器工作原理

KY-040是一种机械式增量编码器，通过CLK和DT两个相位差90°的方波信号判断旋转方向：

顺时针旋转：CLK引脚先变化，DT随后变化
逆时针旋转：DT引脚先变化，CLK随后变化
它有5个引脚：CLK、DT、SW、VCC、GND
编程思想：通过中断I/O不断轮询的方式：取一个周期2个引脚的波形图，TI1对应CLK,TI2对应DT,把两个脚配置为上升沿触发，当CLK引脚上升沿到来触发中断，此时进入中断服务函数判断DT引脚电平是否为低电平，若为则编码器正转，反之，几乎同时，当DT引脚上升沿到来触发中断，进入中断服务函数判断CLK引脚是否为低电平，若为则编码器反转。（下面提供的代码会有详细的注释，没看懂可以翻到下面源码部分）我这里通过数据的加减来模拟旋转编码器的正反转，并输出到串口上。
源码下载链接：https://share.weiyun.com/zlszrbGj
下面图片参考作者@百里与司空 https://blog.youkuaiyun.com/hjlkklk/article/details/142960567?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=STM32%E2%80%94%E6%97%8B%E8%BD%AC%E7%BC%96%E7%A0%81%E5%99%A8&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduweb~default-2-142960567.142^v101^pc_search_result_base5&spm=1018.2226.3001.4187
驱动源码encoder.c：

#include "encoder.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"

/*通过I/O口的中断不断检测来驱动旋转编码器*/

/*********************************

   @brief：    旋转编码器的初始化
   @param：    void
   @retval：   void
  
 *********************************/
 
int16_t Encoder_Count; //定义一个变量的值用来模拟旋转编码器的正反转
 
void Encoder_Init(void)
{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(Encoder_GPIO_CLK, ENABLE);		    //开启GPIOB的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);		//开启AFIO的时钟，外部中断必须开启AFIO的时钟
    
    
    //CLK和DT和SW三个引脚对应GPIOA的引脚的配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;    //上拉输入，因为旋转编码器空闲时为高电平
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(Encoder_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
    
    /*AFIO选择中断引脚*/
    GPIO_EXTILineConfig(Encoder_GPIO_PORT_Source, GPIO_PinSource0);//将外部中断的0号线映射到GPIOB，即选择CLK的PA0为外部中断引脚
    GPIO_EXTILineConfig(Encoder_GPIO_PORT_Source, GPIO_PinSource1);//将外部中断的1号线映射到GPIOB，即选择DT的PA1为外部中断引脚
    
    /*EXTI的初始化*/
    
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0|EXTI_Line1;  //选择配置外部中断的0号线和1号线
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;    //指定外部中断线为中断模式
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising; //指定外部中断线为上升沿触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;              //指定外部中断线使能
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
    /*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	  //0~4都可以
    
    /*NVIC配置*/
    //EXTI0线的配置
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI0_IRQn;              //选择配置NVIC的EXTI0线
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;     //指定NVIC线路的抢占优先级为1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;            //指定NVIC线路的响应优先级为1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;               //NVIC使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                             //将配置好的结构体变量的置赋给NVIC_Init，配置NVIC外设
    
    
    //EXTI1线的配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;              //选择配置NVIC的EXTI1线
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;     //指定NVIC线路的抢占优先级为1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;            //指定NVIC线路的响应优先级为2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;               //NVIC使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                             //将配置好的结构体变量的置赋给NVIC_Init，配置NVIC外设
    
}


/*编写EXTI0的中断服务函数*/
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
  if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)   //先判断中断是否发生，即使不需要这步，但也要保持逻辑的严密性
  {
      if(GPIO_ReadInputDataBit(Encoder_GPIO_PORT, Encoder_GPIO_PIN_CLK) == 1)  //校验CLK引脚上升沿对应引脚的电平
      {
         if(GPIO_ReadInputDataBit(Encoder_GPIO_PORT, Encoder_GPIO_PIN_DT) == 0)  //在判断DT的引脚是否为低电平
         {
            
           Encoder_Count++;  //自加来模拟正转
           EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //注意：自加完后一定清楚中断标志位
         }
      
      }
  }
}


/*编写EXTI1的中断服务函数*/  //与上面的逻辑是一样的
void EXTI1_IRQHandler(void)
{

   if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)   //先判断中断是否发生，即使不需要这步，但也要保持逻辑的严密性
  {
      if(GPIO_ReadInputDataBit(Encoder_GPIO_PORT, Encoder_GPIO_PIN_DT) == 1)  //校验DT引脚上升沿对应引脚的电平
      {
         if(GPIO_ReadInputDataBit(Encoder_GPIO_PORT, Encoder_GPIO_PIN_CLK) == 0)  //在判断CLK的引脚是否为低电平
         {
            
           Encoder_Count--;  //自减来模拟反转
           EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);  //注意：自加完后一定清楚中断标志位
         }
      
      }
  }   

}


/*获取Encoder_Count的值，和按键清0*/

int16_t Encoder_Get_Count(void)
{
   
   int16_t temp;
   temp=Encoder_Count;
   if(GPIO_ReadInputDataBit(Encoder_GPIO_PORT, Encoder_GPIO_PIN_CLK) == 1)   //检测SW引脚按下，则对Encoder_Count进行清0
   {
        Delay_us(10);  //延时按键消抖
        Encoder_Count=0;
   }
   return temp;

}

encoder.h头文件：

#ifndef __ENCODER_H
#define __ENCODER_H

#include "stm32f10x.h"

//宏定义部分，方便用户修改引脚
#define Encoder_GPIO_CLK              RCC_APB2Periph_GPIOA
#define Encoder_GPIO_PORT             GPIOA
#define Encoder_GPIO_PIN_CLK          GPIO_Pin_0
#define Encoder_GPIO_PIN_DT           GPIO_Pin_1
#define Encoder_GPIO_PIN_SW           GPIO_Pin_2
#define Encoder_GPIO_PORT_Source      GPIO_PortSourceGPIOA

void Encoder_Init(void);
int16_t Encoder_Get_Count(void);


#endif

主函数main：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "usart.h"
#include "encoder.h"
#include <stdio.h>

int16_t Value;

int main(void)
{

    USART1_Config();
    Encoder_Init();

	while(1)
	{
      printf("\r\ntest\n");
      Value=Encoder_Get_Count();   //获取Encoder_Count的加减来模拟旋转编码器正反转
      printf("\r\nValue=%d\n",Value);   //打印在串口上
	}
    
}

最后看效果：