STM32之TIM编码器接口

文章介绍了正交编码器的工作原理,其两个输出A相和B相用于STM32的编码器接口,控制计数器CNT根据旋转方向自增或自减,从而确定位置和速度。编码器接口利用输入捕获滤波器和边沿检测,提供高精度和抗噪声能力。通过编码器接口,可以实现资源高效的测速功能,例如每秒读取并清零CNT值来计算编码器的速度。

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编码器简介:

 

例子讲解:正交编码器有两个输出,一个A相,一个B相,AB接口输出正交信号。然后接入STM32的定时器的编码器接口,编码器接口自动控制定时器时基单元中的CNT计数器进行自增或自减,比如初始化之后,CNT初始值为0,然后编码器右转,CNT就++,右转产生一个脉冲,CNT就加一次,比如右转产生10个脉冲(上升沿或者下降沿)之后,停下来,那么这个过程CNT就由0自增到10,停下来,编码器右=左转,CNT--,左转产生一个脉冲,CNT减一次,比如编码器再左转产生5个脉冲,那就在原来10的基础上自减5,停下来。
这个编码器接口,其实就相当于是一个带有方向控制的外部时钟,它同时控制这CNT的计数时钟和计数方向,这样的话,CNT的值就表示了编码器的位置,如果我们每隔一段时间取一次CNT的值,再把CNT清零,是不是每次取出来的值就表示了,编码器的速度,由上一篇笔记中的测频法和测周法的知识,这个编码器就是测频法测正交脉冲的频率,CNT计次然后每隔一段时间去一次计数值,只不过这个编码器接口更加高级,它能根据旋转方向,不仅可以自增计次,还可以自减计次,是一个带方向的测速
编码器接口资源比较紧张,如果一个定时器被配置成编码器接口模式,那它基本上就干不了其他的活了(如STM32F103C8T6只有4个定时器,所以最多只能接4个编码器),如果编码器不够用的话就要考虑一下资源够不够用,也可通过使用EXTI外部中断这就是用软件资源弥补硬件资源
每个定时器的CH3和CH4不能接编码器
 

正交编码器:

 

用正交信号的好处:

a、正交信号精度更高,因为A、B相都可以计次,相当关于计次频率提高了一倍

b、其次正交信号可以以抗噪声,因为正交信号两个信号必须是交替跳变的,可以设计一个抗噪声电路,如果一个信号不变,

### STM32 TIM 定时器 编码器接口 使用方法 在STM32中,编码器接口(Encoder Interface)允许通过连接到定时器的输入引脚来直接与旋转编码器进行接口。利用定时器的计数器(CNT),可以跟踪编码器的相位变化,从而确定位置、速度和方向[^4]。 #### 配置步骤说明 为了使能并配置TIM定时器作为编码器接口,需完成如下设置: - **选择合适的定时器**:确认所使用的定时器支持编码器接口功能。高级定时器和通用定时器均具备此特性;然而,基本定时器仅限于计时用途而不含编码器接口能力[^2]。 - **指定编码模式**:依据具体需求选取恰当的编码模式——TIM_EncoderMode_TI1, TIM_EncoderMode_TI2 或者 TIM_EncoderMode_TI12分别对应不同的工作方式[^1]。 - **设定滤波器参数**:为提高抗干扰性能,可适当调整IC1Filter 和 IC2Filter 参数值以适应实际应用场景下的噪声水平。 - **初始化定时器实例**:创建一个`TIM_HandleTypeDef`类型的句柄变量用于保存定时器的相关属性,并调用HAL库函数对其进行初始化操作。 下面给出一段基于CubeMX生成框架基础上修改而来的C语言源程序片段展示如何实现上述过程: ```c // 假设已经完成了必要的硬件资源分配以及外设初始化工作... /* 初始化定时器 */ static void MX_TIMx_Init(void) { /* 定义局部变量 */ TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig; htimx.Instance = TIMx; // 替换成具体的定时器编号 // 设置定时器基础参数... htimx.Init.Prescaler = 0; htimx.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htimx.Init.Period = 65535; htimx.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htimx.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; if (HAL_TIM_Base_Init(&htimx) != HAL_OK){ Error_Handler(); } // 配置编码器模式 sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI12; // 可选其他两种模式之一 sConfig.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; sConfig.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; sConfig.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1; sConfig.IC1Filter = 0; sConfig.IC2Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; sConfig.IC2Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; sConfig.IC2Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1; sConfig.IC2Filter = 0; if (HAL_TIM_Encoder_Init(&htimx,&sConfig) != HAL_OK){ Error_Handler(); } } int main(void) { // ...省略部分代码... /* 调用定时器初始化函数 */ MX_TIMx_Init(); while(1){ int32_t countValue = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htimx); // 对读取到的计数值做进一步处理... } } ``` 这段代码展示了怎样初始化一个带有编码器接口特性的定时器,并从中获取当前计数值来进行后续的数据分析或控制逻辑运算。
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