编码器接口Encoder Interface
编码器接口编码器接口可接收增量(正交)编码器的信号,根据编码器旋转产生的正交信号脉冲,自动控制CNT自增或自减,从而指示编码器的位置、旋转方向和旋转速度
每个高级定时器和通用定时器都拥有1个编码器接口两个输入引脚借用了输入捕获的通道1和通道2
正转,A相提前B相90度,反转,A相滞后B相90度
把A相和B相所有边沿作为计数器的计数时钟,出现边沿信号,就计数自增或自减(又另一相状态决定)
这里的极性选择是高低电平的极性选择,如果选择上升沿的参数,信号直通过来,高低电平极性不反转,下降沿通过非门,就反转了极性,反相输出,也可以直接把AB引脚换一下
输入捕获的前两个通道,通过GPIO口接入编码器的A、B相 ,然后通过滤波器和边沿极性选择,产生TI1FP1和TI2FP2,通向编码器接口,编码器接口通过预分频器控制CNT计数器的时钟
同时,编码器接口还根据编码器的选择方向,控制CNT的计数方向(编码器正装,CNT自增,反之),一般设置ARR为65535,最大量程。
反转的时候,CNT自减,0下一个数就是65535(-1),65534(-2),65533(-3)。
不反相操作实例
正交编码器抗噪声原理
反相实例
代码实验:编码器接口测速
第一步:RCC开启时钟,开启GPIO和定时器的时钟
第二步:配置GPIO,把PA6和PA7配置成输入模式
第三步:配置时基单元,预分频器选择不分频,自动重装给65535
第四步:配置输入捕获单元
第五步:配置编码器接口模式
最后调用TIM_Cmd启用定时器
想要测量编码器位置,直接读出CNT的值
想要测量编码器的速度和方向,每隔一段固定的闸门时间,取出一次CN,然后再把CNT清零,这样就是测频法测量速度了。
GPIO上拉下拉如何选择?
可以看接在这个引脚的外部模块输出的默认电平,保持默认状态一致;
一般来说,默认高电平,上拉输入用的比较多
不确定外部模块输出的默认状态,或外部信号输出功率非常小,尽量选择浮空输入(缺点:输入受噪声干扰,来回跳变)
编码器接口是一个带方向控制的外部时钟,所以内置时钟没有用
TIM_ICStructInit()结构体初始化,用于没有配置完整的时候,把结构体地址传进去
#include "stm32f10x.h" // Device header/*** 函 数:编码器初始化* 参 数:无* 返 回 值:无*/
void Encoder_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6和PA7引脚初始化为上拉输入/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式,选择向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期,即ARR的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1; //预分频器,即PSC的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器,高级定时器才会用到TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM3的时基单元/*输入捕获初始化*/TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure); //结构体初始化,若结构体没有完整赋值//则最好执行此函数,给结构体所有成员都赋一个默认值//避免结构体初值不确定的问题TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数,可以过滤信号抖动TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_ICInit,配置TIM3的输入捕获通道TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //选择配置定时器通道2TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数,可以过滤信号抖动TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_ICInit,配置TIM3的输入捕获通道/*编码器接口配置*/TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//配置编码器模式以及两个输入通道是否反相//注意此时参数的Rising和Falling已经不代表上升沿和下降沿了,而是代表是否反相//此函数必须在输入捕获初始化之后进行,否则输入捕获的配置会覆盖此函数的部分配置/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3,定时器开始运行
}/*** 函 数:获取编码器的增量值* 参 数:无* 返 回 值:自上此调用此函数后,编码器的增量值*/
int16_t Encoder_Get(void)
{/*使用Temp变量作为中继,目的是返回CNT后将其清零*/int16_t Temp;Temp = TIM_GetCounter(TIM3);TIM_SetCounter(TIM3, 0);return Temp;
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"int16_t Speed; //定义速度变量int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化Timer_Init(); //定时器初始化Encoder_Init(); //编码器初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "Speed:"); //1行1列显示字符串Speed:while (1){OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 5); //不断刷新显示编码器测得的最新速度}
}/*** 函 数:TIM2中断函数* 参 数:无* 返 回 值:无* 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行* 函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制* 请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断{Speed = Encoder_Get(); //每隔固定时间段读取一次编码器计数增量值,即为速度值TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位//中断标志位必须清除//否则中断将连续不断地触发,导致主程序卡死}
}