增量式编码器
) [1 B$ ?0 x# W8 C! m增量式编码器也成为正交编码器，是通过两个信号线的脉冲输出来进行数据处理，一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，编码器每转动固定的位移，就会产生一个脉冲信号  通过读取单位时间脉冲信号的数量，便可以达到测速的效果(v=s/t），通过对脉冲信号的累加，和编码器的码盘的周长(转一圈对应距离)  便可以达到计算行走距离的效果(s=n*d)

6 h+ [' X0 o. u8 d' M" E编码器信号：
0 e0 _$ Z$ q, O9 X  ~: T4 iA 脉冲输出
B 脉冲输出
% ~3 s( U, C0 I; f* w8 U7 x+ b1 q- WZ 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 表示编码器转了1圈，可用来记录编码器转了多少圈，从而知道运行距离
VCC 电源线
GND 地线
6 p$ a, C+ V  I8 v; Q% G

/ @4 T3 l0 b! R- k6 _
4 ~) q8 Z* c: D: N" i$ Z编码器线数：
8 K3 W: R: `( t编码器的线数 ,是说编码器转一圈输出多少个脉冲,,,如果一个编码器是500线,说明这个编码器转一圈对应的信号线会输出500个脉冲, A B两相转一圈发出的脉冲数一样的,不过存在90°相位差

线数越高代表编码器能够反应的位置精度越高

6 o+ i1 q! z+ X编码器原理：
增量式编码器有两个脉冲输出，A相和B相，并且两个相位永远存在90°相位差。 如果两个信号相位差为90度，则这两个信号称为正交。由于两个信号相差90度，因此可以根据两个信号哪个先哪个后来判断方向、并且可以根据AB相脉冲信号数量测得速度，位移等，
6 G% J" d! e; x* B
4 t2 J  D+ Z1 `$ A编码器正反转：
, h  [& @# T4 U( K
2 ^# [2 t- D/ v3 ]" W

正转的时候信号线A先输出信号,信号线B后输出  A相超前B相90度  证明是正转

反转的时候信号线B先输出信号,信号线A后输出 B相超前A相90度 证明是反转
1 Y9 m4 U/ _: ]8 B
STM32定时器编码器模式
6 k9 d+ {; i2 M3 [' P8 P  r


STM32的编码器模式共有三种：

仅在TL1计数(A相)
仅在TL2计数(B相)
在TL1和TL2都计数(A相和B相都计数)
3 N% _9 t+ |0 S; ~$ \5 X: c  z

% u9 L1 j8 I% N- x9 j仅在TL1计数(A相)



. \) K& e9 y; n) {4 q6 t2 QTI2(B相)为高电平时：
- _/ ]: F& n; }; Z, ?3 Q
1时刻： TI1(A相)下降沿，  则向上计数(正转)。
- t! ]- w, v$ ^7 }4 F" ~5 f
+ Q1 b1 x9 i* D' Z# h6 S3 x2时刻：TI1(A相)上升沿，   则向下计数(反转)
) g5 T: I6 @' q3 w) r
TI2(B相)为低电平时：
4 L2 E- k9 e, J$ [- ~
3时刻： TI1(A相)上升沿，  则向上计数(正转)。

0 S+ ?) X9 V" L# O. C/ i/ c3 N4时刻：TI1(A相)下降沿，   则向下计数(反转)

. }! y4 t3 p0 d6 L3 X仅在TL2计数(B相)



/ ^. Q) E# M4 N# C* }2 zTI1(A相)为高电平时：

' S- {& h2 t! V/ {9 \1时刻： TI2(B相)上升沿，  则向上计数(正转)。
2 C* K8 t2 `. v$ y
2时刻：TI2(B相)下降沿，   则向下计数(反转)

TI2(B相)为低电平时：

3时刻： TI2(B相)下降沿，  则向上计数(正转)。

4时刻：TI2(B相)上升沿，   则向下计数(反转)
$ [; g# p1 e+ a" @: s. J
在TL1和TL2都计数(A相和B相都计数)
% k! B4 O, A- m: K. \
0 Y0 B: d( [1 |; P! n$ ]
- `; v/ E. O3 w( D& }
一个脉冲信号周期完成4次跳变。精度提高

2 w) X9 k6 `: w0 n% w0 z2 S1时刻：TI2为低电平，TI1上升沿跳变，计数器向上计数；

2时刻：TI1为高电平，TI2上升沿跳变，计数器仍然向上计数；

, C! n3 B- v# [5 l( m) w' O/ f3时刻：TI2为高电平，TI1下降沿跳变，计数器仍然向上计数；
1 W6 d; f. B) n- |, Q
+ |, m$ X3 N$ ^( u0 A/ o4 E4时刻：TI1为低电平，TI2下降沿跳变，计数器仍然向上计数。
% Z! R4 N1 N5 ]1 |' b
# R2 b& o0 W) ?, u. e
毛刺：只有一个相位脉冲   过滤掉 编码器转动过程中可能产生的毛刺过滤掉
- L4 y" U/ S8 W$ B* ^
( N+ n4 M% i2 ]计数器向下计数原理相同   看图即可很好理解。
/ C4 n3 D( H3 H, Z3 s( h
  m7 v( x0 y  H1 y( W( G2 k" k# k3 K计数器向下计数：

8 s; F( F# J2 P9 i: M  lA下降沿，B低电平
B下降沿，A高电平
B上升沿，A低电平
2 {( p+ p; O. I& MA上升沿，B高电平

% f4 |5 f% E+ b% s注意事项：
1.需要增加测量的精度时，可以采用4倍频方式，即分别在A、B相波形的上升沿和下降沿计数，分辨率可以提高4倍，
2 A: j4 V# ^. z$ M% h0 T2.如果只是测速,不要求方向，那么只需要用单片机随意选择一个信号线就行了,,然后定时器边沿触发，检测脉冲计数即可
9 f# T0 }1 B6 {+ m3.一般是定时器的通道1和2才能作为编码器输入口，对应编码器输出的两相。
4.GPIO配置为配置为上拉输入模式
/ l! d* }6 L! {$ o$ N& D5.一个定时器做一种工作，如果你配置了编码器模式，那么剩下的通道就不能配置其他模式
6.两相计数模式下，  读出来数需要/4          一个脉冲信号对应四次计数   
: ^: F. t" p, E/ l
# ]& O) L& M% ^" N编码器配置标准外设库
% T& T& \% G" l  }) ?TIM_EncoderInterfaceConfig，它就是编码器接口的配置函数。简单的只需要配置该函数，使能TIM，即可实现采集编码器上面的信息
/ _' h& q0 ]7 d9 ?5 _- m  [

1. void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode,
   
2.                                 uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity)

复制代码

TIMx参数就是使用哪个定时器作为编码器接口的捕捉定时器。

TIM_EncoderMode参数是模式，是单相计数(仅在TL1计数或仅在TL2计数)还是两相计数(在TL1和TL2都计数)。
1 B( `+ @# o' P6 r& z+ G% T
0 i% o: _6 Z2 F0 @, F7 K1 B& f8 ITIM_IC1Polarity和TIM_IC2Polarity参数就是通道1、2的捕捉极性。

# o1 n7 _8 u1 x
相关寄存器配置
● CC1S=’01’ (TIMx_CCMR1寄存器，IC1FP1映射到TI1)

* G& J( T" R: I● CC2S=’01’ (TIMx_CCMR2寄存器，IC2FP2映射到TI2)
9 T! F, n  }3 ^5 z
● CC1P=’0’ (TIMx_CCER寄存器，IC1FP1不反相，IC1FP1=TI1)

● CC2P=’0’ (TIMx_CCER寄存器，IC2FP2不反相，IC2FP2=TI2)

$ L9 ^& W7 N3 H2 ~- Z● SMS=’011’ (TIMx_SMCR寄存器，所有的输入均在上升沿和下降沿有效).
0 d7 K, N8 [2 Q' r" n( d8 l0 ?
● CEN=’1’ (TIMx_CR1寄存器，计数器使能)
! z5 D6 d( n9 U0 ^1 S& T
) G7 \" Y% r' J7 j+ F' f如果计数器只在TI2的边沿计数，则置TIMx_SMCR寄存器中的SMS=001；如果只在TI1边沿计数，则置SMS=010；如果计数器同时在TI1和TI2边沿计数，则置SMS=011
! \. _! B- d3 e+ i) P
9 L/ r/ T6 \0 s编码器模式功能：
2 C' \/ @7 i# @( L5 F6 q' k; ?9 j/ Z  stm32f407中定时器1、2、3、4、5、8提供编码器接口模式
( b) o) I: h: ^% w3 n2 J* G  可以对输入信号TI1,TI2进行滤波处理，数字滤波器由事件器组成，每N个事件才视为一个有效边沿，可以在TIMx_CCMR1、TIMx_CCMR2中的IC1F位域设置      也就是可以设置每产生几次脉冲才视为1次有效  
各个值的计算：
# o& }6 |1 F0 j) F! |4 u转速计算方法:用捕获值（一秒内输出的脉冲数）/编码器线数（转速一圈输出脉冲数）/电机减数比（内部电机转动圈数与电机输出轴转动圈数比，即减速齿轮比    没有则不用除）

: T1 U. a. B7 _& c, I. a; F运动距离计算：输出的总脉冲数 / 编码器线数*编码器齿轮周长
: c/ {: F9 W* Z5 M" }
所转角度计算：    输出的总脉冲数 / 编码器线数 *360     或    溢出中断次数*360+当前计数值
: n$ O" U/ G( Q% i0 ?
- X2 t( e; e( ]3 @转动方向： 方向在定时器CR1的DIR位里   dir=(TIMX->CR1 & 0x0010)>>4;     //取方向标志位
. e. b0 A! C9 @% T! Y  ?8 M* H8 kif(dir > 0)  //向下计数     else     //向上计数
1 Z. }, X! p4 k6 l$ k
那么我们直接看代码：
6 x0 ?5 c$ A% x7 s/ e1 D, e
- y! B# a7 N. g1 v. e0 f5 w定时器初始化设置
8 a) w* c2 V. O" _
4 W& H! G( M' Q- d

1. void TIM3_Int_Init()
   
2. {
   
3.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
   
4.     TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
   2 ]- T# g; X) e6 L' ^; s% T- A
5.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   % H2 w& p9 F& V4 J$ u. Z; ]; }
6. 
   
7.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
   7 ^8 M; V6 h* Z9 h
8. 
   & L% f' W! S1 T- X
9. //定时器设置-------------------------------------------------------------   
   
10.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 359*4;  //重装载值   
    
11.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=0x0;  //预分频
    
12.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数
    
13.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //时钟分割
    
14. 
    7 I' F, x" Y! t9 d* @+ n
15.     TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3
    
16. 
    & c9 s* Z: o) b4 `2 w* d4 v2 r3 n1 Q
17. //编码器模式设置--------------------------------------------------------------                 
    
18. 
    3 Z- W( M6 D$ \
19.     TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//计数模式3
    6 f) D7 x+ \6 n; m
20. 
    
21.     TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure); //将结构体中的内容缺省输入
    - L( n2 i) f# o& I
22.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;//滤波器值
    * u) Z8 @% v2 b' G$ h: W) [; j, I
23.     TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);  //将TIM_ICInitStructure中的指定参数初始化TIM3
    + O5 _0 m/ M- Q) M4 I$ ~
24. //溢出中断设置--------------------------------------------------------------  
    / g& `: S  @6 b& g  a/ x7 w! k
25.     TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许TIM3溢出中断
    
26. 
    ; K  e3 y$ u& `  w
27.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;
    
28.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01;
    7 m% D  }* L6 n4 W& B$ m
29.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x01;
    - G5 N; |( u/ Z" F% c' Y. D
30.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    
31.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
32. 
    
33. 
    3 b% m% L, O  a
34.   TIM_SetCounter(TIM3,0); //TIM3->CNT=0
    
35.   TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
    & V$ R; j( q  n' F& f8 G7 x3 M# S
36. }

复制代码

; q+ E' ~% T% H  s重装载值：    (编码器线数-1 ) *4                因为我们是两相计数，一个脉冲信号4次计数，所以乘4，保证转完1整圈才触发中断
* w0 d& h$ h. H/ n( V  T
3 [# m4 [, \& W9 i) X6 p! V2 L中断设置：
4 G" `( W$ B0 d3 G6 P

1. int circle_count=0;//圈数
   1 B0 k1 {8 I% m! a
2. void TIM3_IRQHandler(void)
   4 w, O/ v' \6 s! ^1 i+ E( `
3. {
   
4.     if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET)
   
5.     {      
   ' N6 ]4 x( s  @- Q
6.         if((TIM3->CR1>>4 & 0x01)==0) //DIR==0
   
7.             circle_count++;
   8 @/ v! u( E; V( f* w+ O
8.         else if((TIM3->CR1>>4 & 0x01)==1)//DIR==1
   ) B, M( K0 ~$ d5 |4 j
9.             circle_count--;
   
10.     }
    ; ]' o( H- l& A; t" f* a9 _
11.     TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
    9 x6 m  N+ ]* A. t# N/ a
12. }

复制代码

4 C8 C4 l  O+ }各个值的计算：

0 Q. Q5 W5 e; M/ E( c6 l1 P脉冲数：  TIM_GetCounter(TIM3)/4  

1. int angle=0;  //转过总角度
     \% _+ d4 c" d) s; q: U
2. int Realyangle = 0;  //当前实际角度 0~360
   
3. int Distiance=0;   //运行距离
   - X) W$ ]" m" E- R5 T, H) u
4. extern int circle_count;   //转过圈数
   / a' o7 E% O" q" q- z) T! g" ?
5. 
   
6. 
   
7. Realyangle = TIM_GetCounter(TIM3)/4/360 ;      //先除4   最后除编码器线数
   
8. 
   9 v2 h; t1 N3 e$ `" t  X
9. angle=Realyangle +circle_count*360;//当前角度
   
10. 
    
11. 
    
12. Distiance = angle/360*编码器齿轮周长  + circle_count*编码器齿轮周长

复制代码

. z3 ]( @/ J3 ^* F9 @$ y! I