8、TIM编码器接口
一、知识点
1、Encoder Interface 编码器接口的工作流程
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
2、编码器接口举例子讲解
若初始化之后CNT初始值为0，右转产生10个脉冲后停下来，CNT就由0自增到10停下来
再让编码器在左转产生5个脉冲，那CNT就在原来10的基础上自减5停下来
编码器接口：相当于一个带有方向控制的外部时钟，它同时控制着CNT的计数时钟和计数方向，CNT的值就表示了编码器的位置
若每隔一段时间取是CNT的值，再把CNT清零，每次取出来的值就表示了编码器的速度
3、编码器测速（带方向的测速）实质
实质：测频法测正交脉冲的频率
CNT计次，然后每隔一段时间去一次计次，其实是测频法的思路
4、其他知识点
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（通道3和通道4不能用）
如果一个定时器配置成了编码机接口模式，则基本干不了其他活，C816芯片只有（TIM1、TIM2、TIM3、TIM4，4个定时器，故最多只能接4个编码器，接完后就没定时器可以用了
5、正交编码器
（1）方波的频率代表速度
（2）用正交信号的好处：
a、正交信号精度更高，因为A、B相都可以计次，相当关于计次频率提高了一倍
b、其次正交信号可以以抗噪声，因为正交信号两个信号必须是交替跳变的，可以设计一个抗噪声电路，如果一个信号不变，另一个信号连续跳变，也就是产生了噪声，这时计次值是不会变化的
（3）编码器接口的设计逻辑：
首先把A相和B相的所有边缘，作为计数器的计数时钟，出现边缘信号时就计数自增或自减，增还是减由另一相的高低电平决定
（4）定时器中的编码器
编码器接口有使用CH1和CH2的输入捕获滤波器和边沿检测，编码器接口没有使用后面的是否交叉、预分频器、CCR寄存器与编码器接口无关
编码器接口的输出部分：相当于从模式控制器，去控制CNT的计数时钟和计数方向
6、编码器接口基本结构
7、工作模式
8、实例
（1）TI1和TI2都不反向均T不反相
（2）TI1反相，TI2不反相
若发现正转自减、反转自增，则应该把某个极性反相，就能反转计数方向，或者TI1\TI2调换
9、uint16_t写成int16_t
想把65535——>-1，则把uint16_t写成int16_t（借助补码的方式）
二、编码器接口测速实验
1、功能：
每隔一段时间去计数值，就能得到编码器旋转的速度
向右旋转：计数为正，想左旋转，计数为负，大小均为速度
现在：通过定时器的编码器接口，自动计次（节约软件资源）
之前：触发外部中断，在中断函数中自动计次
2、原理图
（A相接在PA6、B相接在PA7）
3、 步骤
- 第一步：RCC开启时钟，开启GPIO和定时器的时钟
第二步：配置GPIO,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，一般给最大65535，只需要给CNT执行计数即可
第四步：配置输入捕获单元（只有滤波器和极性两个参数）
第五步：配置编码器接口模式（调用库函数）
最后，调用TIM_Cmd开启定时器
电路初始化后，CNT会随着编码器旋转而自增自减
若想测量编码器的位置：直接读出CNT即可
测量编码器的速度和方向：需要每隔一段固定的闸门时间，取出一次CNT，然后再把CNT清零，这是测频法测量速度
4、代码：
（1）Encoder.c
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| #include "stm32f10x.h"
void Encoder_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
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);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
int16_t Encoder_Get(void)
{
int16_t Temp;
Temp = TIM_GetCounter(TIM3);
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
return Temp;
}
|
（2）main.c
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| #include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"
int16_t Speed;
int main(void)
{
OLED_Init();
Timer_Init();
Encoder_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");
while (1)
{
OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 5);
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
{
Speed = Encoder_Get();
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
}
|
