STM32定时器的编码器接口模式

MCU为STM32L431，通用定时器框图：

编码器接口模式一共有三种，通过TIMx_SMCR寄存器的SMS[3:0]位来选择。模式1计数器仅在TI1FP1的边沿根据TI2FP2的电平来判断向上/下计数；模式2计数器仅在TI2FP2的边沿根据TI1FP1的电平来判断向上/下计数；模式3计数器同时在TI1FP1和TI2FP2的边沿根据另外一条线的电平来判断向上/下计数。

计数方向与编码器信号的关系：

使用编码器模式3，假如使用如下配置时，

IC1FP1和IC2FP2不反相，IC1FP1=TI1，IC2FP2=TI2；TI1FP1相对信号是TI2，TI2FP2相对信号是TI1，对应关系如下：

向前	点位	TI1FP1信号	TI2FP2信号	相对信号及电平	计数器方向
	1	上升		TI2(低)	向上
	2		上升	TI1(高)	向上
	3	下降		TI2(高)	向上
	4		下降	TI1(低)	向上
	5	上升		TI2(低)	向上
	6		上升	TI1(高)	向上
向后	点位	TI1FP1信号	TI2FP2信号	相对信号及电平	计数器方向
	1	上升		TI2(高)	向下
	2		下降	TI1(高)	向下
	3	下降		TI2(低)	向下
	4		上升	TI1(低)	向下
	5	上升		TI2(高)	向下
	6		下降	TI1(高)	向下

同样使用编码器模式3，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)，TI1极性相反，IC2FP2=TI2；TI1FP1相对信号是TI2，TI2FP2相对信号是TI1，对应关系如下：

向前	点位	TI1原信号	TI1FP1信号	TI2FP2信号	相对信号及电平	计数器方向
	1	上升	下降		TI2(低)	向下
	2			上升	TI1(低)	向下
	3	下降	上升		TI2(高)	向下
	4			下降	TI1(高)	向下
	5	上升	下降		TI2(低)	向下
	6			上升	TI1(低)	向下
向前	点位	TI1原信号	TI1FP1信号	TI2FP2信号	相对信号及电平	计数器方向
	1	上升	下降		TI2(高)	向上
	2			下降	TI1(低)	向上
	3	下降	上升		TI2(低)	向上
	4			上升	TI1(高)	向上
	5	上升	下降		TI2(高)	向上
	6			下降	TI1(低)	向上

如果使用编码器模式1，IC1FP1和IC2FP2不反相，IC1FP1=TI1，IC2FP2=TI2；TI1FP1相对信号是TI2，TI2FP2相对信号是TI1，计数器在TI1FP1的边沿根据IC2FP2的电平来计数。

向前	点位	TI1FP1信号	相对信号及电平	计数器方向
	1	上升	TI2(低)	向上
	2	下降	TI2(高)	向上
	3	上升	TI2(低)	向上
	4	下降	TI2(高)	向上
向后	点位	TI1FP1信号	相对信号及电平	计数器方向
	1	上升	TI2(高)	向下
	2	下降	TI2(低)	向下
	3	上升	TI2(高)	向下
	4	下降	TI2(低)	向下

定时器编码器模式配置：

void Encoder_TIM2_Init(void)
{
  TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 0;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = (ENCODER_RELOAD_NUM - 1);
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI1;
  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(&htim2, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    PRINT_ERR("Encoder Tim Init Err\r\n");
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    PRINT_ERR("Encoder Init Mode Err\r\n");
  }

  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_ALL);
}

其中htim2.Init.Period的值为重装载值，计数器的计数值在0(包含)至Period(包含)之间向上或向下计数，可以通过计数值的变化根据编码器接口的模式来判断编码器的方向，也可以TIMx_CR1寄存器的DIR位来判断方向。如果不需要判断编码器转过的圈数，那么重装载值可以顺便设置，比如65535；如果需要判断转过的圈数，假定使用模式3，编码器旋转一周产生的脉冲数是X，那么重装载值可以设置为(X-1)*4,因为模式3在TI1和TI2的边沿都计数，此时可以通过定时器的溢出中断来判断是不是旋转一周。

如果只需要判断旋转方向，并且编码器旋转一周的产生的脉冲数很小的话，那就使用模式1或者模式2比较好，如果使用模式3的话仅通过TIMx_CNT寄存器的值来计算转过角度的话误差比较大。

另外配置的时候编码器模式IC1Polarity和IC2Polarity的极性只能选择上升沿或者下降沿，不能设置为所有边沿，这样的话会导致计数器计数失败，并且方向判断也会有问题。