编码器分类:


按工作原理:光电式、磁电式和触点电刷式 
按码盘的刻孔方式:增量式和绝对式两类 
由于博主接触面还不是很广,一共就用过两个种类的编码器,都是属于光电的 
差分编码器:一般由8根线连接 信号线分别为 A+ A- B+ B- Z+ Z- 以及VCC和GND 
这里有一种不需要Z信号的,6线差分A+ A- B+ B- VCC 和GND 
正交编码器:一般是5根线连接,信号线分别为A B Z VCC和GND

编码器线数: 就是旋转一圈你的A(B)会输出多少个脉冲 ,这里的A B就是上面的输出脉冲信号线,它们转一圈发出的脉冲数一样的,不过存在90°相位差 通常都是360线的 线数越高代表编码器能够反应的位置精度越高

这里写图片描述

相位差为90° 通过判断哪个信号在前 哪个信号在后 来决定TIM->COUNT是++ 还是 – 
360线 AB一圈各为360个,Z信号为一圈一个

编码器信号: 
A 脉冲输出 
B 脉冲输出 
Z 零点信号 当编码器旋转到零点时,Z信号会发出一个脉冲表示现在是零位置 这个零点位置是固定,厂商指定的 
VCC 电源通常分为24V的和5V的 
GND 地线

这里需要注意: 
1.这里的正交编码器是如果是24V的工作电压还需要用光耦隔离,24V转为3V3在接到STM32的定时器两个通道上 
2.脉冲输出是OC门输出,需要上拉电阻 
3.Z信号接到STM32的外部中断口上,很容易受到干扰 ,通常需要接一个电容到GND

这里给出一个24V转3.3V的隔离电路,用到的是6N136光耦

这里写图片描述

硬件连接(这里使用的STM32F103ZET6的TIM4的CH1和CH2): 
PB6–A 
PB7–B 
PA1–Z

这里写图片描述

代码详解: 
TIM4初始化代码如下:

#include "stm32f10x.h"
#include "encode.h"
#include "misc.h"
#include "nvic.h"
#include "sys.h" 
#include "delay.h"

void TIM4_Mode_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;      

    //PB6 ch1  A,PB7 ch2 
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);//使能TIM4时钟  
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOA时钟

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);//将GPIO_InitStruct中的参数按缺省值输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;         
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//PA6 PA7浮空输入  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                           

    NVIC_Config(2);

    TIM_DeInit(TIM4);
    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 359*4;  //设定计数器重装值   TIMx_ARR = 359*4
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //TIM3时钟预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1 ;//设置时钟分割 T_dts = T_ck_int    
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数 
    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);              

    TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);//使用编码器模式3,上升下降都计数
    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);//将结构体中的内容缺省输入
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;  //选择输入比较滤波器 
    TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);//将TIM_ICInitStructure中的指定参数初始化TIM3

//  TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE);//使能预装载
    TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);//清除TIM3的更新标志位
    TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);//运行更新中断
    //Reset counter
    TIM4->CNT = 0;//

    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);   //启动TIM4定时器

}


void TIM4_Init(void)
{
  TIM4_Mode_Config();
}

这里的NVIC_Config(2)是我个人写的一种多种中断配置的方法单独放在nvic.c中需要了解的可以自己看看工程

这里通常要问的是两点 
1.TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 359*4 
2.TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);//使用编码器模式3,上升下降都计数

很多人不理解为要360线的编码器为什么这里的重装值乘以4 读出来的为什么又要/4,其实这两个要结合起来解释 
首先看看这个函数TIM_EncoderInterfaceConfig,它有4个参数 
1.选择哪个定时器 即TIM4 
2.编码器模式有三种 见下图 
3.TIM_IC1的极性 
4.TIM_IC2的极性 
这里设置的是编码器模式3,且TI1和TI2都是双边沿触发–即上下边沿都计数

这里写图片描述

还有一个大家不是很懂的图,我来分析一下

这里写图片描述

1.有效边沿 其实就是对应上面设置的编码器的三种模式 
2.相对信号的电平,这里没有理解手册意思,我把它理解为于它的高低电平意味着将PB6和PB7接口对换,PB7接A PB6接B 这样一来就意味着原来的正转变成反转 计数上升变为下降

这里写图片描述

这里写图片描述

TIx 就相当于输入信号的 TIM4->CH1 TIM4->CH2 
TIxF 滤波后信号 
TIxFPx经过带极性选择的边缘检测器过后的产生的信号

3.至于TI1FP1和TI2FP2信号在上身沿计数还是下降沿计数受两点影响 极性(是否反向) 边缘检测(上升沿还是下降沿) 
我们这里设置的是不反向 在双边沿计数,即在A上升下降 B的上身下降都计数

而计数为什么是x4倍 ,下图结合上面的配置详细说明了

这里写图片描述

由此完成了编码器的配置

至于读取编码器角度的时间,要根据实际需要来设置

编码器线数为 w线/圈 
转速为 V 圈/min 
读取间隔时间 t(线间隔时间)

t <= 60/WV 单位为秒

还有Z信号归零,在遇到Z信号的时候,将定时器的CNT=0,这样就能保证位置与CNT实际对应上了 
中断代码如下

//外部中断1,编码器Z相归零  优先级--①  0 0
void EXTI1_IRQHandler(void)
{

    TIM4->CNT = 0;//每次遇到相对零(Z信号)就将计数归0
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);

}


//编码器接口模式     优先级--2   1  1
void TIM4_IRQHandler(void)
{   
    if(TIM4->SR&0x0001)//溢出中断
    {
        ;
    }   
    TIM4->SR&=~(1<<0);//清除中断标志位    
}
先看手册
 

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