一.储备知识
; o% U, k1 L) ~) s3 W& s通过STM32的定时器编码器接口模式对编码器进行四倍频，并使用M法测速得到小车电机的速度信息。
1 G# W$ n7 I, B1 I0 s  z' f编码器的相关知识之前介绍过：编码器s
& p: X1 H0 E* }) I: pM法测速：读取每10ms的脉冲数，以脉冲数的多少代表速度的快慢。

* y2 C, s5 e: m二.TIMx的编码器模式介绍
TIMx的编码器模式，每个定时器只能测量一组AB相的值（编码器的AB相），分别使用CH1和CH2接AB相，通过判断CH1和CH2的输入信号，来实现编码器的测速。需要配置TI1和TI2的极性、计数边沿、自动装载值等信息来驱动编码器模式。在实现编码器后，电机的转速会以计数器的值来表示，然后在另一个TIMx的10ms中断程序中读取编码器计数器的值（读取完要置零）。
1 k0 `; Y4 z  o& g( {2 e/ L下面大概总结一下配置编码器模式的信息：

1.计数边沿设置
* d7 X2 Z! H1 N- s* J我是使用编码器四倍频技术测速，所以要对AB相的上下沿都要计数，也就是说TI1和TI2的上下沿都要触发计数器计时。
关于编码器计数模式，通过配置TIMx_SMCR寄存器中的SMS[2:0]位可以设置，参考手册中的原图如下：
/ ^; b' N4 W  U  }  r) ]


0 [" J7 ~3 R$ c, i. p; n+ l1 `7 U所以，要配置编码器模式3才可以对TI1和TI2的上下沿都计数，即SMS=011。


2.选择极性和使能
6 S" Z; m7 I4 E6 y$ I) a; r设置TIMx_CCER寄存器中的CC1P和CC2P位，可以选择TI1和TI2极性，如图：

1 H6 F( x5 k/ N9 q$ _6 R! `7 L3 p
" w- I- t: [4 b' O6 p) ?' x9 N
# B9 S8 r, }5 i% s: a9 T$ Y
( V8 e" }2 [; a* s5 x3.使能
; L2 F- y: X6 X5 R9 ^! j+ f  yTIMx_CR1寄存器中的CEN=’1’用来使能计数器：

1 A- O' v; i) P: Y2 `
$ s4 T6 |3 F1 q+ W7 a

: B* O% {. @$ ]2 T  S4.计数方向
+ e" y6 F' z, Q% d, S& z在工作时，计数器只在0到TIMx_ARR寄存器的自动重装值之间进行连续计数，所以计数开始前要配置TIMx_ARR。
0 K( B4 r3 `, t% H8 Z: ~% S通过对AB相的输入捕获，可以得到电机的转动方向和转速，是通过计数器的计数方向和计数值来表示的，计数方向和编码器信号的对应关系如图：



0 n" M8 S) q. P; }( h7 S四倍频配置如下：


% u1 Y/ S! F6 Y# Y! T% W# j
得到的计数器计数过程就如图：




# s0 i- c/ g; X, p三.代码部分
( G4 G. k, @9 x: i1 z. H% s在STM32中，可以用TIM2、TIM4的CH1、CH2来连接俩个电机的AB相，进行编码器测速，然后在TIM3进行10ms的中断读取计数器的值，这样就实现了编码器的四倍频测速，代码如下：

TIM2、TIM4初始化代码
6 l1 z* [3 R/ D. Z

1. /* 测量编码器输出的TIM初始化，TIMx编码器模式
   
2. TIM2、TIM4编码器模式测速
   + }/ d2 _& A1 g. C) B
3. A电机：PA0、PA1（TIM2的CH1、CH2）
   , b. N4 }; q4 {9 `! }4 p: u
4. B电机：PB6、PB7（TIM2的CH1、CH2）
   
5. */
   
6. void Encoder_TIM2_TIM4_Init( void )
   
7. {
   
8.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   $ R* }1 G" m6 J, j1 I
9.         TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
   5 `% y8 x' \& [6 m. f4 D
10.         TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
    ) T  q8 k3 ?/ i+ l) r" ^' Y; y+ x
11.        
    
12.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );
    3 _1 S0 j+ E. m1 |( f; E
13.         RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM2|RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE );
    
14.        
    9 D; M) ]6 f4 n
15.         /* GPIO初始化 */
    $ M. P) M' b7 j& |
16.         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
17.         GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    & P3 o' K+ q7 M& _5 _
18.         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
    
19.         GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStruct );
      Q' A. G" X: d' r: J% L% y
20.         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    7 l( }  S* f8 {- W
21.         GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStruct );
    
22.        
    & \: B( U% @$ W/ B- ?6 ]  v/ P
23.         /* 配置时基结构体 */
    
24.         TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
25.         TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65535;//定时器自动重装值
    - y! Q  u* S7 E% d7 D! r& E
26.         TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;
    
27.         TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct );
    ' f: i; v8 W$ l! B: m. D3 f
28.         TIM_TimeBaseInit( TIM4, &TIM_TimeBaseInitStruct );
    4 k1 u# Y0 t+ j, e
29.        
    ' `7 @3 m; \4 i' @* y
30.         /* 编码器模式3，极性上升沿 */
    7 u4 k) {8 i1 n6 _/ K! a; p5 b4 \
31.         TIM_EncoderInterfaceConfig( TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising );
    
32.         TIM_EncoderInterfaceConfig( TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising );
    
33. 
    1 q5 M" O& F. n5 [4 G- e
34.         /* 配置输入捕获结构体 */
    1 m, z2 A) T$ e( D( n9 W/ x7 a
35.         TIM_ICStructInit( &TIM_ICInitStruct );
    0 |& j6 ?  Q% s# B' }
36.         /*CCMR1寄存器位7:4是IC1F[3:0]：这几位定义了TI1输入的采样频率及数字滤波器长度。数字滤波器由一个事件计数器组成，它记
    
37. 录到N个事件后会产生一个输出的跳变：*/
    ! @. z& h8 K# S7 G: h
38.         TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 10;//1010：采样频率fSAMPLING=fDTS/16， N=5
    4 R+ D2 [$ {; t3 K/ h2 u7 F
39.         TIM_ICInit( TIM2, &TIM_ICInitStruct );
    7 L3 R" G; |+ n
40.         TIM_ICInit( TIM4, &TIM_ICInitStruct );
    
41.        
    
42.         /* 中断配置 */
    
43.         TIM_ClearFlag( TIM2, TIM_IT_Update );
    ) Q5 ~( K, N" N( B+ D0 _" C6 u
44.         TIM_ITConfig( TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE );
    ; }! y; t& x4 B. Q
45.         TIM_ClearFlag( TIM4, TIM_IT_Update );
      Y) [& G9 N& w0 r
46.         TIM_ITConfig( TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE );
    # m0 i: V0 ]$ O' O5 t
47.        
    ! I4 F, R7 C# q
48.         /* 配置计数器的值 */
    7 w) a& l' W" _. s
49.         TIM_SetCounter( TIM2, 0 );
    7 ]) Q# `5 I( W/ O: {/ e8 K
50.         TIM_SetCounter( TIM2, 0 );
    # D: S5 a6 Q' c$ e- L, L( Y+ j1 v7 e
51.        
    ! n: X/ O' @3 P3 F* J) y# C" H5 ]
52.         /* 使能TIM */
    
53.         TIM_Cmd( TIM2, ENABLE );
    + O- O( y' _" ^  d; x  o
54.         TIM_Cmd( TIM4, ENABLE );
    0 m7 N* s: X7 v5 }& G
55.        
    5 w8 p& w  O, N5 l
56. }
    + Q( U  Z. x' E4 A  V. ]( f
57. 
    

复制代码

5 v( b" i/ S8 W8 _; X- p9 w读取编码器计数值
$ D# l' Q+ h' e1 I+ R) ^& Y; r

1. /* 读取编码器计数 */
   
2. int Read_Encoder( uint8_t TIMx )
   / q: f4 e. D- L$ J# |5 d# A
3. {
     l& Q& S1 M: ^8 g- u- l9 X
4.         int Encoder;
   
5.         /* 读取相应TIM的计数器值CNT，然后清零 */
   9 {! d$ `2 X1 |
6.         switch(TIMx)
   
7.         {
   
8.                 case 2:Encoder = (short)TIM2->CNT;TIM2->CNT=0;break;
   
9.                 case 4:Encoder = (short)TIM4->CNT;TIM4->CNT=0;break;
   7 Q4 f* ~" y& h! z8 T
10.                 default:Encoder = 0;break;
    
11.         }
    
12.        
    
13.         return Encoder;
    
14. }
    

复制代码

TIM2、TIM4中断程序

1. void TIM2_IRQHandler(void)
   0 U5 n0 l( |1 N+ q5 P
2. {
   4 a* H0 [; D: D9 k, R( o& S/ _
3.         /* SR位:当捕获事件发生时该位由硬件置’1’，它由软件清’0’或通过读TIMx_CCR1清’0’。
   
4. 0：无输入捕获产生；
   : U0 l' ?" a: {
5. 1：计数器值已被捕获(拷贝)至TIMx_CCR1(在IC1上检测到与所选极性相同的边沿)。 */
   2 H4 _" {9 S, I0 H7 N5 J4 F) r
6.         if( TIM2->SR&0x0001 )
   
7.                 ;
   
8.         /* 清除中断标志位 */
   " W* d/ W, H* D  |8 j9 x
9.         TIM2->SR&=~(1<<0);
   . @) s  X& ]) G" i* H
10. }
    1 V# \2 a# a2 V* m) V" f  {
11. 
    
12. 
    1 L' i! L& M. R  W0 U' G9 x
13. 
    6 G9 [" z4 e# x, P3 _; m
14. void TIM4_IRQHandler(void)
    . O5 m+ y. t$ ]! E' w! H: O  L
15. {
    
16.         /* SR位:当捕获事件发生时该位由硬件置’1’，它由软件清’0’或通过读TIMx_CCR1清’0’。
    
17. 0：无输入捕获产生；
    
18. 1：计数器值已被捕获(拷贝)至TIMx_CCR1(在IC1上检测到与所选极性相同的边沿)。 */
    
19.         if( TIM4->SR&0x0001 )
    / L# C. P& \/ Y2 O
20.                 ;
    6 g. }3 V% ^# I/ x( X7 q
21.         /* 清除中断标志位 */
    
22.         TIM4->SR&=~(1<<0);
    
23. }
    
24. 
    3 i! a7 b( v; O& V1 u- i" O" a, a5 ~

复制代码

) c! k8 e4 M4 A  E/ iTIM3配置、中断读取计数器值
! C1 [) D% _: G) o3 e/ W: s8 C

1. void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
   
2. {
   
3.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
   ( C% F+ G8 Q2 b4 n( [/ x& T$ j
4.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   
5. 
   
6.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
   : Y' K/ I3 V; J0 W
7. 
   / L! l7 {. k: ^( Y
8.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值         计数到5000为500ms
   . p8 V& y3 k3 S- k# S
9.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  10Khz的计数频率  
   
10.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    
11.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    , k9 Z; C. E, U$ a1 s- R
12.         TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    8 j3 k: r: h( i0 W- G0 K* `
13. 
    
14.         TIM_ITConfig(  //使能或者失能指定的TIM中断
    
15.                 TIM3, //TIM2
    ; Q- i3 `( L2 ]2 @* |
16.                 TIM_IT_Update ,
    : F0 [0 G( Z* J) ~2 g5 g; i
17.                 ENABLE  //使能
    0 Q4 O/ [/ o8 a/ P/ @* R
18.                 );
    0 n" {9 u5 [. C$ P8 V
19.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断
    
20.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
    
21.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
    , ]4 B0 S2 r" j! d% W; j. }
22.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    
23.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
    : @1 v8 W  z/ c' X9 @
24. 
    + Y8 T- K- _' E) v4 M
25.         TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx外设
    
26.                                                          
    
27. }
    1 |8 l; h/ G/ Z# I
28. void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
    6 c* R+ b! y2 c/ L9 _' m
29. {
      a" T0 k8 A4 @# J) q; p( }2 u
30.         if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源
    
31.                 {
    ( \/ _$ `7 A: x9 c
32.                 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源
    
33.                 Encoder_Left=(short)TIM2->CNT;
    0 V' e6 I1 C5 U& C6 D6 {
34.                 TIM2->CNT=0;       
    
35.                 }
    
36. }

复制代码

————————————————
* o. o1 i# S! l3 t+ n& y版权声明：Aspirant-GQ
6 g3 {1 B/ W1 P% P如有侵权请联系删除
: x3 S9 J0 Q* t5 N2 v
( t% _6 x) i% u9 I/ O