学习记录--编码器测速

一，编码器原理详解：

参考：[野火]《电机应用开发实战指南》第13章

1，基本参数

（本次实验所用的增量式编码器查参数得为13ppr）

2，增量式编码器基本原理：

3，编码器的倍频

 4，M法测速：

5，STM32的编码器接口实现原理（输入捕获定时器）

2倍频实现为例，其他的原理类同（一个通道的上升和下降沿都计数）

 二，CUBEMX配置

1，定时器配置

需要注意的是：有些编码器输出是不带上拉电阻的，此时就需要将A，B通道的IO口成设置成上拉，本实验用的编码器查参数得知是带上拉输出（默认上拉到供电VCC引脚），故可用单片机直接采集。

关于几个成员的理解：

2，打开一个串口传数据

3，设置两个输出IO驱动电机

三，keil中代码

1，开启一系列

  /* USER CODE BEGIN 2 */
	//开启PWM输出
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_3);
	
  //清零计数器 
  __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3, 0);
  //清零中断标志位 
  __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim3,TIM_IT_UPDATE);
  // 使能定时器的更新事件中断 
  __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim3,TIM_IT_UPDATE);
  //设置更新事件请求源为：计数器溢出(也就是只有计数溢出时触发更新中断)
  __HAL_TIM_URS_ENABLE(&htim3);	
	
  //使能编码器接口(TIM_CHANNEL_ALL: TIM Channel 1 and TIM Channel 2 are selected)
  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);
	
  /* USER CODE END 2 */

2， 写更新中断回调函数（计在T0内有多少次溢出，用来计算T0内的总计数次数）

定义变量（关于__IO, 参考博客：(12条消息) 关于"__IO uint32_t" 中的__IO 表达的意思_znmdwahaha的专栏-优快云博客）

// 定时器溢出次数 
__IO int16_t Encoder_Overflow_Count = 0;

 // 转向
__IO int8_t Motor_Direction = 0;
// 当前时刻总计数值 
__IO int32_t Capture_Count = 0;
// 上一时刻总计数值
__IO int32_t Last_Count = 0;
// 转轴转速 
__IO float Shaft_Speed = 0.0f;

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* 判断当前计数器计数方向 */
  if(__HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim3))
    /* 下溢 */
    Encoder_Overflow_Count--;
  else
    /* 上溢 */
    Encoder_Overflow_Count++;
}

由上述STM32的编码器接口实现原理：每次捕获到输入沿（即编码器每产生一个脉冲）计数器就计数一次，因此可以通过T0内计数次数和编码器线数等算出转速（这里应该是忽略了在一个装载值内转向改变带来的影响）

3，计算转速，直接在void HAL_SYSTICK_Callback()里写了（1ms调用一次）

void HAL_SYSTICK_Callback(void)
{
  static uint16_t i = 0;

  i++;
  if(i == 1000)	//1s计算一次
  {
    //电机旋转方向 = 当前计数器计数方向 
    Motor_Direction = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim3);
    
    // 当前计数值 = 当前装载内计数器值 + 计数溢出次数 * 定时器装载值  
    Capture_Count =__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3) + (Encoder_Overflow_Count * 65535);
    
    // 转轴转速 = 单位时间内的计数值（当前计数值-上一次计数值） / 编码器总分辨率（ppr*倍频）*时间系数（进行单位转化的）
    Shaft_Speed = (float)(Capture_Count - Last_Count) / (13*4) * 1;

    printf("电机方向：%d\r\n", Motor_Direction);
    printf("电机转轴处转速：%.2f 转/秒 \r\n", Shaft_Speed);
		//注意输出的和转轴处转速不一样，还要除一个电机减速比
    printf("电机输出轴转速：%.2f 转/秒 \r\n", Shaft_Speed/30);
    
		// 记录当前总计数值，供下一时刻计算使用 
    Last_Count = Capture_Count;
    i = 0;
  }
}

由于手头的硬件无法进行实验，先挖个坑之后再调看是不是通的