Ⅰ 關(guān)于編碼器

編碼器的種類有很多，什么增量式編碼器、絕對(duì)值編碼器，有軸或者無(wú)軸編碼器，電壓輸出、推拉輸出、集電極開(kāi)路輸出等等。但不管什么類型的編碼器，其目的都類似，得到轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，角速度、位移等。

本文講述常見(jiàn)的增量式編碼器，增量式編碼器也可以叫正交編碼器，也就是說(shuō)可以通過(guò)其A、B的相位知道編碼器是正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)，還可以根據(jù)編碼器參數(shù)得出旋轉(zhuǎn)了多少角度等。

常見(jiàn)的增量式編碼器A、B、Z三根線代表什么意思呢？使用過(guò)編碼器的人不難理解，這里簡(jiǎn)單給初學(xué)者講述一下：

A、B兩線提供相位相差90度的脈沖信號(hào)，用其來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)的角度；Z線為過(guò)零點(diǎn)線，也就是說(shuō)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)某一點(diǎn)都會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，主要用于“過(guò)零校正”，三線的信號(hào)大致如下圖（左邊）：

有些編碼器出來(lái)的線有一個(gè)對(duì)應(yīng)的“非”信號(hào)線（如上圖右邊），其實(shí)主要用于抗干擾的。

更多關(guān)于編碼器的描述，請(qǐng)網(wǎng)上搜索相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行了解，本文不再講述。

Ⅱ STM32編碼器接口模式

在STM32芯片中，都有這么一個(gè)定時(shí)器，叫通用定時(shí)器“General-purpose timers”，定時(shí)器里面存在這么一個(gè)模式，叫編碼器接口模式“Encoder interface mode”。當(dāng)然，具體是哪一個(gè)TIM，可參看芯片對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，可以一目了然。

STM32提供的編碼器接口模式主要針對(duì)的就是“正交編碼器”，它可以利用定時(shí)器的“計(jì)數(shù)”功能，得出編碼器計(jì)了多少個(gè)脈沖；同時(shí)，它可以根據(jù)編碼器AB的相位得出編碼器是正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)。

（圖片來(lái)自STM32參考手冊(cè)）

1.計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)

有點(diǎn)類似TIM的捕獲功能，捕獲A相、B相的脈沖信號(hào)；只是編碼器模式是捕獲A(TI1)、B(TI2)相的邊沿信號(hào)（如上圖），相當(dāng)于一個(gè)周期內(nèi)，計(jì)4個(gè)脈沖信號(hào)的值。

2.計(jì)數(shù)器的增減（方向）

STM32的計(jì)數(shù)器會(huì)根據(jù)方向（+ 或者 -）來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)，TI1和TI2相位相差90，4個(gè)階段的邊沿，對(duì)應(yīng)TI1和TI2不同電平信號(hào)，從這個(gè)不同的信號(hào)，硬件自身可以判斷出其方向。在編碼器模式下，有個(gè)寄存器（TIMx_CR1）中有一個(gè)方向位（DIR），會(huì)隨著編碼器旋轉(zhuǎn)方向的改變而改變，我們可以通過(guò)讀取該位來(lái)判斷編碼器的正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)。

3.TIM時(shí)基

STM32編碼器接口模式，其實(shí)是通過(guò)利用AB相位TIM時(shí)基提供時(shí)鐘信號(hào)，使其計(jì)數(shù)。

Ⅲ 應(yīng)用編程

相信看了上面的一些描述，大家應(yīng)該對(duì)編碼器有所理解了。其實(shí)，在STM32中，可以通過(guò)配置編碼器模式對(duì)應(yīng)的函數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)獲取編碼器傳感器上面的信息了。

使用STM32提供的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)，或者使用STM32CubeMX工具很容易將TIM配置成編碼器模式。

1.標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)配置編碼器

TIM_EncoderInterfaceConfig，它就是編碼器接口的配置函數(shù)。簡(jiǎn)單的只需要配置該函數(shù)，使能TIM，即可實(shí)現(xiàn)采集編碼器上面的信息。（當(dāng)然，需要復(fù)雜的操作，還需要做其他相應(yīng)的配置）

void ENCODER_Configuration(void){ TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising); TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);}

2.STM32CubeMX配置

STM32CubeMX是一套快速開(kāi)發(fā)的工具，讓很多不了解STM32底層的朋友可以快速的在STM32上編寫(xiě)應(yīng)用程序。

本文說(shuō)的配置編碼器接口，在某些TIM上存在一個(gè)“Combined Channel”配置，可以理解為“連接通道”，也算是TIM的一種復(fù)用模式。選擇里面的“Encoder Mode”即可。

Ⅳ 實(shí)例代碼

本文提供的代碼為一個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)編寫(xiě)的簡(jiǎn)單Demo工程，其中里面附帶一個(gè)工程（用于模擬編碼器AB相波形的工程），如下如：

該工程主要配置TIM的編碼器模式，通過(guò)定時(shí)讀取編碼器的方向（DIR），和計(jì)數(shù)（CNT），并通過(guò)串口打印出來(lái)。

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密碼：t4kx

GitHub:

https://github.com/EmbeddDeveloper/STM32F4_TIM_Encoder

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http://download.csdn.net/download/ybhuangfugui/10165086