STM32读取旋钮编码器
视频演示
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#define ROTATE_A PAin(2) #define ROTATE_B PAin(3) s16 DATA=0; void EXTI2_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2) != RESET) { if(ROTATE_A!=ROTATE_B) { DATA++; } else DATA--; EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2); } } void main(void) { SystemInit(); delay_init(72); NVIC_Configuration(); KEY_Init(); while(1) { ; } }
大家可以观察图片，当顺时针时，A下降沿时， A！=B；当逆时针时，A下降沿时，A=B，从而来判断顺时针，还是逆时针。
也可以采用正交编码模式
STM32的定时器的通道1和通道2为正交编通道
编码器接口模式
选择编码器接口模式的方法是：
如果计数器只在TI2的边沿计数，则置TIMx_SMCR寄存器中的 SMS=001；
如果只在TI1边沿计数，则置SMS=010；如果计数器同时在TI1和TI2边沿计数，则置SMS=011。
通过设置TIMx_CCER寄存器中的CC1P和CC2P位，可以选择TI1和TI2极性；如果需要，还可以 对输入滤波器编程。
两个输入TI1和TI2被用来作为增量编码器的接口。参看表73，
假定计数器已经启动(TIMx_CR1 寄存器中的CEN=1)，则计数器由每次在TI1FP1或TI2FP2上的有效跳变驱动。TI1FP1和TI2FP2 是TI1和TI2在通过输入滤波器和极性控制后的信号；如果没有滤波和变相，则TI1FP1=TI1， TI2FP2=TI2。根据两个输入信号的跳变顺序，产生了计数脉冲和方向信号。依据两个输入信号 的跳变顺序，计数器向上或向下计数，同时硬件对TIMx_CR1寄存器的DIR位进行相应的设置。
不管计数器是依靠TI1计数、依靠TI2计数或者同时依靠TI1和TI2计数，在任一输入端(TI1或者 TI2)的跳变都会重新计算DIR位。 编码器接口模式基本上相当于使用了一个带有方向选择的外部时钟。这意味着计数器只在0到 TIMx_ARR寄存器的自动装载值之间连续计数(根据方向，或是0到ARR计数，或是ARR到0计 数)。
所以在开始计数之前必须配置TIMx_ARR；同样，捕获器、比较器、预分频器、重复计数 器、触发输出特性等仍工作如常。编码器模式和外部时钟模式2不兼容，因此不能同时操作。 在这个模式下，计数器依照增量编码器的速度和方向被自动的修改，因此计数器的内容始终指 示着编码器的位置。计数方向与相连的传感器旋转的方向对应。下表列出了所有可能的组合，
假设TI1和TI2不同时变换。
表73 计数方向与编码器信号的关系
一个外部的增量编码器可以直接与MCU连接而不需要外部接口逻辑。但是，一般会使用比较器
将编码器的差动输出转换到数字信号，这大大增加了抗噪声干扰能力。编码器输出的第三个信
号表示机械零点，可以把它连接到一个外部中断输入并触发一个计数器复位。
下图是一个计数器操作的实例，显示了计数信号的产生和方向控制。它还显示了当选择了双边
沿时，输入抖动是如何被抑制的；抖动可能会在传感器的位置靠近一个转换点时产生。在这个
例子中，我们假定配置如下：
● CC1S=’01’ (TIMx_CCMR1寄存器，IC1FP1映射到TI1)
● CC2S=’01’ (TIMx_CCMR2寄存器，IC2FP2映射到TI2)
● CC1P=’0’ (TIMx_CCER寄存器，IC1FP1不反相，IC1FP1=TI1)
● CC2P=’0’ (TIMx_CCER寄存器，IC2FP2不反相，IC2FP2=TI2)
● SMS=’011’ (TIMx_SMCR寄存器，所有的输入均在上升沿和下降沿有效).
● CEN=’1’ (TIMx_CR1寄存器，计数器使能)
（1）、stm32f407中定时器1、2、3、4、5、8提供编码器接口模式
（2）、可以对输入信号TI1,TI2进行滤波处理，数字滤波器由事件器组成，每N个事件才视为一个有效边沿，可以在TIMx_CCMR1、TIMx_CCMR2中的IC1F位域设置
（3）、stm32提供了单项计数（只能测速度）和双项计数模式（可测速度&方向），双项模式可以更好地消除毛刺干扰，一般使用双项模式
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling, TIM_ICPolarity_Falling);函数原型
/**
* @brief Configures the TIMx Encoder Interface.
* @param TIMx: where x can be 1, 2, 3, 4, 5 or 8 to select the TIM peripheral.
* @param TIM_EncoderMode: specifies the TIMx Encoder Mode.
* This parameter can be one of the following values:
* @arg TIM_EncoderMode_TI1: Counter counts on TI1FP1 edge depending on TI2FP2 level.
* @arg TIM_EncoderMode_TI2: Counter counts on TI2FP2 edge depending on TI1FP1 level.
* @arg TIM_EncoderMode_TI12: Counter counts on both TI1FP1 and TI2FP2 edges depending
* on the level of the other input.
* @param TIM_IC1Polarity: specifies the IC1 Polarity
* This parameter can be one of the following values:
* @arg TIM_ICPolarity_Falling: IC Falling edge.
* @arg TIM_ICPolarity_Rising: IC Rising edge.
* @param TIM_IC2Polarity: specifies the IC2 Polarity
* This parameter can be one of the following values:
* @arg TIM_ICPolarity_Falling: IC Falling edge.
* @arg TIM_ICPolarity_Rising: IC Rising edge.
* @retval None
*/
void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode,
uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity)
{
uint16_t tmpsmcr = 0;
uint16_t tmpccmr1 = 0;
uint16_t tmpccer = 0;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_TIM_LIST5_PERIPH(TIMx));
assert_param(IS_TIM_ENCODER_MODE(TIM_EncoderMode));
assert_param(IS_TIM_IC_POLARITY(TIM_IC1Polarity));
assert_param(IS_TIM_IC_POLARITY(TIM_IC2Polarity));
/* Get the TIMx SMCR register value */
tmpsmcr = TIMx->SMCR;
/* Get the TIMx CCMR1 register value */
tmpccmr1 = TIMx->CCMR1;
/* Get the TIMx CCER register value */
tmpccer = TIMx->CCER;
/* Set the encoder Mode */
tmpsmcr &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_SMCR_SMS));
tmpsmcr |= TIM_EncoderMode;
/* Select the Capture Compare 1 and the Capture Compare 2 as input */
tmpccmr1 &= (uint16_t)(((uint16_t)~((uint16_t)TIM_CCMR1_CC1S)) & (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_CCMR1_CC2S)));
tmpccmr1 |= TIM_CCMR1_CC1S_0 | TIM_CCMR1_CC2S_0;
/* Set the TI1 and the TI2 Polarities */
tmpccer &= (uint16_t)(((uint16_t)~((uint16_t)TIM_CCER_CC1P)) & ((uint16_t)~((uint16_t)TIM_CCER_CC2P)));
tmpccer |= (uint16_t)(TIM_IC1Polarity | (uint16_t)(TIM_IC2Polarity << (uint16_t)4));
/* Write to TIMx SMCR */
TIMx->SMCR = tmpsmcr;
/* Write to TIMx CCMR1 */
TIMx->CCMR1 = tmpccmr1;
/* Write to TIMx CCER */
TIMx->CCER = tmpccer;
}
/**
* @brief Forces the TIMx output 1 waveform to active or inactive level.
* @param TIMx: where x can be 1 to 17 except 6 and 7 to select the TIM peripheral.
* @param TIM_ForcedAction: specifies the forced Action to be set to the output waveform.
* This parameter can be one of the following values:
* @arg TIM_ForcedAction_Active: Force active level on OC1REF
* @arg TIM_ForcedAction_InActive: Force inactive level on OC1REF.
* @retval None
*/
图91
编码器模式下的计数器操作实例
下图为当IC1FP1极性反相时计数器的操作实例(CC1P=’1’，其他配置与上例相同)
图92
IC1FP1反相的编码器接口模式实例
定时器时钟图
由此可看 无论是通用定时器还是高级定时器都可以 使用正交编码模式 只是 需要注意的是使用 定时器的通道1和通道2
本实验采用的增量式编码器
配置为下拉输入 PA0 PA1要加上拉电阻
#include "encoder.h"
/*************************定时器TIM2初始化****************************/
void left_encoder_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义一个GPIO结构体变量
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//定义一个定时器结构体变量
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义一个定时器编码器结构体变量
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//使能定时器2
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //配置PA0->TIM2_CH1,PA1->TIM2_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置50MHz时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //设置为下拉输入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 360*4; //计数器最大值 编码器的脉冲数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //时钟不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; // 使用的采样频率之间的分频比例
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化定时器2
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling, TIM_ICPolarity_Falling);
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;//滤波器值
TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
TIM_SetCounter(TIM2, 0x7fff);
// TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除定时器2中断标志位
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
// TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //打开定时器2中断
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //计数器使能，开始计数
}
/*************************定时器TIM3初始化****************************/
void right_encoder_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义一个GPIO结构体变量
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//定义一个定时器结构体变量
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义一个定时器编码器结构体变量
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);//使能定时器3
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //配置PA6->TIM3_CH1,PA7->TIM3_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置50MHz时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //设置为下拉输入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xffff; //计数器最大值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //时钟不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; // 使用的采样频率之间的分频比例
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化定时器2
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling, TIM_ICPolarity_Falling);
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_SetCounter(TIM3, 0x7fff);
// TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); //清除定时器2中断标志位
TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
// TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); //打开定时器3中断
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //计数器使能，开始计数
}
void encoder_init(void)
{
left_encoder_init(); //初始化定时器2
right_encoder_init(); //初始化定时器3
}
void get_encoder_count(int *_leftEncoderCount,int *_RightEncoderCount)
{
*_leftEncoderCount=TIM_GetCounter(TIM2)-0x7fff;
*_RightEncoderCount=TIM_GetCounter(TIM3)-0x7fff; //读取编码器寄存器计数值,并减去中间值,得到速度矢量
TIM_SetCounter(TIM2, 0x7fff);
TIM_SetCounter(TIM3, 0x7fff); //重置编码器计数值
}
主函数 将获取的编码器的角度数据 送到数组中 通过串口发送和显示到oled上
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "moto.h"
#include "timer.h"
#include "sys.h"
#include "pwm.h"
#include "guangdiankey.h"
#include "exti.h"
#include "key.h"
#include "wdg.h"
#include "oled.h"
#include "encoder.h"
//电机测试
#if 0
void test()
{
//拉低使能端
GPIO_ResetBits( D1_EN,D1_GPIO_EN);
//顺时针旋转180
motor(D1_STEP,D1_DIR,D1_GPIO_STEP,D1_GPIO_DIR,0,100);
}
#endif
int main(void)
{
int leftEncoderCount=0,RightEncoderCount=0;
#if 0
int flag=0;
int flag1=10;
u8 t=0;
u16 jiaodu[8];
u16 SPEED_COUNT;
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
delay_init(); //延时函数初始化
LED_Init();LED0=0;;//led初始化
moto_Init();//电机初始化
KEY_Init(); //回零点的开关检测
OLED_Init();//屏幕显示
USART1_Configuration(115200); //串口初始化为115200
EXTIX_Init();//外部中断初始化
TIM1_Int_Init(1099,7200); //5hz 的计数频率，计数到 999 为 100ms
TIM8_Int_Init(999,7200); //定时器8初始化 定时LED闪烁
left_encoder_init();
#if 0
TIM2_PWM_Init(399,109); //电机脉冲频率1.11630k
TIM3_PWM_Init(399,109); // 电机脉冲频率
TIM4_PWM_Init(399,109); // 电机脉冲频率
TIM5_PWM_Init(399,109); // 电机脉冲频率
TIM2_PWM_Init(599,99); //电机脉冲频率1.11630k
TIM3_PWM_Init(599,99); // 电机脉冲频率
TIM4_PWM_Init(599,99); // 电机脉冲频率
TIM5_PWM_Init(599,99); // 电机脉冲频率
kaijidouhua();//开机屏幕显示
#endif
IWDG_Init(4,625); //4*2^4与分频数为64,重载值为625,溢出时间为1s
TIM2->CNT = 0;//每次遇到相对零(Z信号)就将计数归0
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
while(1)
{
// get_encoder_count(&leftEncoderCount,&RightEncoderCount);
// crc16_data1[0]=leftEncoderCount;
bianmaqi();//显示编码器的数据
// crc16_data1[0]=TIM_GetCounter(TIM2);//-0x7fff;
crc16_data1[0]=TIM2->CNT/4;
/*******************看门狗复位******************************/
IWDG_ReloadCounter();//喂狗
}
}