STM32CubeMX的正交编码器encoder

发表于 2021-7-1 12:11

正交编码器通常是安装在电机上的，与电机转子的主轴同轴，有一些是通过主轴连接减速或加速齿轮组再接入编码器的，编码器一般有光栅编码器和磁极编码器两种，正转反转输出的脉冲都是下图这个样子

STM32本身带有处理正交脉冲的功能，也就是定时器中的Encoder模式
具体操作：

STM32CubeMX配置
1.打开STM32CubeMX，选择自己使用的芯片，此处我以STM32F429IGT6为例进行；
2.设置系统、时钟基本操作
SYS

发表于 2021-7-1 12:11

RCC

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发表于 2021-7-1 12:12

3.定时器设置
此处我选用的是TIM3，TIM3位通用定时器，一般芯片通用定时器比较多
Combined Channels采用Encoder Mode（编码器模式）
选用此模式后TIM3的CH1和CH2就变为编码器接口了，记住对应的两个接口，之后要把编码器信号接到这两个口上，我的是PA6和PA7

发表于 2021-7-1 12:12

下方参数设定根据需求进行设定，由于我需要记录编码器的上升沿和下降沿，所以此处选择的是Encoder Mode TI1 and TI2，这个模式将AB两组脉冲的上升下降沿都计数了，就是计数4次，不需要那么精确的同学可以把预分频系数（Prescaler）修改为4-1，那么脉冲检测到4个脉冲就会计数1次了，滤波器看个人，我用杜邦线直连的，距离10cm不到所以我设的是0，具体怎么选可以看STM32中文参考手册，懒人看下面的图

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发表于 2021-7-1 12:12

4.串口设置

为了方便观察，需要通过串口发送对应的旋转方向，旋转计数值到串口调试助手。
由于芯片只用于发送数据，就不搞中断了，直接选择异步串口即可
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发表于 2021-7-1 12:12

5.最后配置时钟树

这个大家自行处理，每块芯片都不同，最终让中间HCLK(MHz)为72即可
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发表于 2021-7-1 12:12

6.项目配置

我用的开发环境是Keil5，所以在Toolchain/IDE中选择了MDK-ARM

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发表于 2021-7-1 12:13

代码生成的时候把Generated files中的第一项选中，不然h文件和c文件混着，看着都难受
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发表于 2021-7-1 12:13

7.点击右上角GENERATE CODE生成代码即可

代码修改

1.串口代码修改
为了方便，用printf函数输出信息，所以需要在串口的/* USER CODE BEGIN 0 */后添加串口重定向函数，如下所示：

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include <stdio.h>
struct __FILE
{
int handle;
};
FILE __stdout;
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
USART1->DR=(uint8_t)ch;
return ch;
}

/* USER CODE END 0 */

发表于 2021-7-1 12:13

2.main.c修改
首先要添加stdio.h的包含，方便后面用printf输出
在main.c的/* USER CODE BEGIN Includes */后添加如下代码：

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */

之后需要几个变量，分别为

发表于 2021-7-1 12:14

定义变量，在/* USER CODE BEGIN 1 */后添加如下代码

/* USER CODE BEGIN 1 */
  uint8_t Direction;
  uint16_t counter;
  uint16_t enc1 = 0,enc1_old = 0;
  int16_t enc2 = 0;
  int32_t enc;
  /* USER CODE END 1 */

启动编码器解释，在/* USER CODE BEGIN 2 */后添加编码器启动函数

/* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);
/* USER CODE END 2 */

在循环中，也就是/* USER CODE BEGIN 3 */后添加读取编码器数值函数以及进位处理函数和打印输出函数：

/* USER CODE BEGIN 3 */
Direction = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim3);
enc1 = (uint32_t)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3)); //获取定时器的值
if((Direction == 0) &(enc1 < enc1_old)) //正向旋转数值变小,说明进位
{
enc2++;
}
if((Direction == 1) &(enc1 > enc1_old)) //反向旋转数值变小,说明借位
{
enc2--;
}
enc1_old = enc1; //更新enc1_old，便于下次计算
enc = enc2<<16 | enc1; //计算当前计数总值，带+-号
counter++; //主函数计数
if(counter>1000) //主函数每次运行约1ms，此处用于每1000ms发送一次数
{
counter = 0; //计数值清零
printf("Dir %d, Enc2 %d, Enc1 %d, ENC %d\r\n",Direction,enc2,enc1,enc);//打印相关计数数据
}
HAL_Delay(1);
  }
  /* USER CODE END 3 */

此时代码已经完全修改完成，编译下载到芯片内，等待接线测试

发表于 2021-7-1 12:15

接线测试

我用的编码器是5v供电的一款磁极编码器，但最终接口都应该是VCC、GND、A、B四个接口，此时按如下方式连接

接好之后就可以上电，打开串口调试助手，连接上串口1
就会收到如下数据，此时转动编码器就可以看到数值的改变
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至此，编码器功能已完成。

发表于 2023-11-22 08:59

发表于 2023-11-24 08:21

传统编码器输出都是ABCZ四相输出。

发表于 2024-7-21 07:06

STM32芯片中有多个工作时钟源的外设很常见

发表于 2024-7-21 09:02

CPU借助于APB总线访问相关寄存器达到对I2C1工作模块的控制

发表于 2024-7-21 10:05

ART2固定使用PCLK时钟，只有开启和关闭的问题，不存在其它时钟源选择

发表于 2024-7-21 11:08

一部分是I2C1的工作模块，另外一部分是其控制模块

发表于 2024-7-21 12:01

控制模块的时钟仍然由外设时钟PCLK提供

发表于 2024-7-21 13:04

USART1可以有多个时钟源

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