在STM32微控制器中，通用定时器（TIM）可以被配置为输入捕获模式，用于测量外部信号的频率、周期、脉冲宽度等参数。这种模式特别适用于编码器接口，可以精确地测量电机的转速。本文将详细介绍如何使用STM32的通用定时器实现输入捕获模式，以及如何利用这一功能进行电机测速。
一、输入捕获模式简介
输入捕获模式是一种特殊的定时器工作模式，它允许定时器在外部信号的特定边沿（如上升沿或下降沿）发生时，捕获并记录当前的计数值。这个功能非常适合于测量周期性信号的参数，如PWM信号的频率和占空比。
二、编码器模式
编码器模式是输入捕获模式的一种特殊应用，它允许定时器通过两个输入通道（TI1和TI2）来测量编码器的旋转方向和脉冲数。在这种模式下，定时器可以自动处理编码器的AB相信号，实现对编码器脉冲的精确计数。
三、硬件连接
要使用STM32的通用定时器实现编码器模式，需要将编码器的输出引脚连接到定时器的两个输入通道。例如，可以将编码器的A相连接到TIM2的CH1（PA0），B相连接到TIM2的CH2（PA1）。
四、软件实现
1. 初始化定时器
首先，需要初始化定时器，配置为编码器模式，并使能输入捕获功能。
void TIM2_Encoder_Init(void) {TIM_EncoderInterfaceConfigTypeDef TIM_EncoderInterfaceStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_EncoderInterfaceStructure.TIM_EncoderMode = TIM_EncoderMode_TI12;TIM_EncoderInterfaceStructure.TIM_IC1Polarity = TIM_ICPolarity_Rising;TIM_EncoderInterfaceStructure.TIM_IC2Polarity = TIM_ICPolarity_Rising;TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, &TIM_EncoderInterfaceStructure);TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
2. 读取脉冲数
在主循环中，可以定期读取定时器的计数值，以获取编码器的脉冲数。
uint16_t Get_Encoder_Counter(void) {return TIM_GetCounter(TIM2);
}
3. 计算转速
根据编码器的脉冲数和测量时间，可以计算电机的转速。
float Calculate_Speed(uint16_t pulses, float time_s) {// 假设每个脉冲对应的角度为1度return (float)pulses / 360.0 * time_s * 60.0; // RPM
}
五、总结
通过上述步骤，可以实现STM32通用定时器的输入捕获模式，用于测量编码器的脉冲数，进而计算电机的转速。这种技术在电机控制、机器人等领域有着广泛的应用。通过实际编码和调试，可以更好地理解和掌握STM32的定时器功能和编码器接口模式。
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