STM32旋转编码器驱动详解：方向判断、卡死处理与代码分析 | 零基础入门STM32第四十八步

主题	内容	教学目的/扩展视频
旋转编码器	电路原理，跳线设置，结构分析。驱动程序与调用。	熟悉电路和驱动程序。

师从洋桃电子，杜洋老师

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▲ 回顾上期旋转编码器原理与应用详解：从结构到实战 | 零基础入门STM32第四十七步

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（图1：开发板与旋转编码器连接示意图） （图2：旋转编码器结构示意图）

一、旋转编码器原理与驱动结构

1.1 旋转编码器工作原理

旋转编码器通过两个正交脉冲信号（K2/K3）判断方向。旋转时两个引脚依次产生低电平，相位差90度：

• 右旋：K2先低电平 → K3后低电平
• 左旋：K3先低电平 → K2后低电平

1.2 驱动程序结构

// 驱动核心函数
void ENCODER_Init(void);  // 初始化GPIO
u8 ENCODER_READ(void);    // 读取旋转值

二、方向判断方法深度解析

2.1 核心判断逻辑

通过检测K2下降沿时K3的电平状态：

if(!K2 && KUP==0) {
    delay_us(100);
    kt = K3_State; // 记录K3状态
    if(kt==0) a=1; // 右转
    else      a=2; // 左转
}

2.2 两种判断方法对比

方法	优点	缺点
边沿检测法（本文）	实现简单	依赖旋转速度
状态机法	抗干扰强	代码复杂度高

（图3：方向判断时序图---边沿检测法） （图4：方向判断时序图---状态机法）

（时序图：左右旋转时的信号变化）

三、卡死问题解决方案

3.1 卡死检测机制

while(!K2 && cou<60000){
    cou++; 
    KUP=1; // 设置卡死标志
    delay_us(20);
}

• 循环计数器：cou统计等待时间
• 标志位：KUP=1时禁止新操作

3.2 卡死恢复流程

是

否

检测K2低电平

是否卡死?

置位KUP标志

正常处理

等待物理复位

K2高电平清除KUP

四、关键代码解析

4.1 初始化函数

void ENCODER_Init(void){
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入模式
    GPIO_Init(ENCODER_PORT_A, &GPIO_InitStructure);
}

配置引脚为上拉输入，增强抗干扰能力

4.2 核心读取函数

u8 ENCODER_READ(void){
    if(K2下降沿){
        delay_us(100); // 消抖
        kt = 读取K3状态;
        if(kt==0) 右转;
        else      左转;
        
        while(等待旋钮释放){
            cou++; // 卡死检测
            if(cou>阈值) KUP=1;
        }
    }
    return 方向值;
}

五、项目开发注意事项

1. 消抖处理：实测机械抖动约5-10ms，代码中采用100us+3ms双重消抖
2. 显示冲突：避免在旋转检测中调用耗时显示函数
3. 中断优化：高精度场景建议改用外部中断检测

六、扩展应用方向

1. 长按/短按识别
2. 旋转加速检测
3. 多级菜单控制
4. 结合PID实现精密控制

附录：完整代码流程图

按下

低

高

是

否

Start

初始化GPIO

While

ENCODER_READ

检测K2?

消抖处理

读取K3状态

标记右转

标记左转

Right/Left

等待释放

超时?

标记卡死

返回方向值

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七、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32F103xx官方数据手册
[3] STM32F103X8-B数据手册（中文）
[4] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[5] 旋转编码器数码管显示程序
[6] 旋转编码器介绍（中文）

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技术讨论（请在评论区留言~）

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下期预告：下一期将探讨I2C总线介绍，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-03-06）