STM32F407光栅尺测速

1万 · 2021-9-6 15:33

STM32F407光栅尺测速

//TIM5初始化为编码器接口模式，读取光栅尺数值
//分频psc=0；自动重装载值arr根据定时器位数定

void TIM5_Config(u32 arr,u32 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);    //TIM5时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PORTF时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //光栅尺
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD; //开漏输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PD

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM5); //复用为TIM5
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM5); //复用为TIM5

TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值16位 0xFFFF 65535； 32位0xFFFFFFF
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //时钟分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure);  //初始化TIM5

  //编码器模式1 – 根据TI1FP1的电平，计数器在TI2FP2的边沿向上/下计数。
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM5,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);  //编码器接口模式配置
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);  //默认值赋值
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter =0x2; //滤波 0x0~0xF
TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStructure);  //初始化

TIM_ClearFlag(TIM5, TIM_FLAG_Update);//清除标志位
TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update, ENABLE); //更新中断

TIM_SetCounter(TIM5,0);  //计数器清零
TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);
}

1万 · 2021-9-6 15:35

//基本定时器6中断初始化
//TIM6时钟为84M
//arr：自动重装值。例5000-1，计数器从0数到4999，即5000次为一个定时器周期
//psc：时钟预分频数。例8400-1，若时钟为84M,则分频后为84M/8400=10KHz 即0.1ms
//定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)(psc+1))/Ft us.
//Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
//例（100-1,840-1） T=1000.01ms=1ms

void TIM6_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6,ENABLE);  ///使能TIM6时钟

  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM6,&TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器6更新中断
TIM_Cmd(TIM6,ENABLE); //使能定时器6

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM6_DAC_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x02; //抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x03; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//定时器6中断服务程序
//每20ms采集一次脉冲值，并计算出当前位置和速度，结果通过串口打印

void TIM6_DAC_IRQHandler(void) //1ms中断一次定时向伺服发送读取指令
{
static vu16 t=0;
static int32_t encoderDataLast=0;  //脉冲数
static int32_t encoderDataNow=0; //脉冲数

if(TIM_GetITStatus(TIM6,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中断
{
t++; //每1ms加一
if(t==20) //第20ms
{
t=0;
encoderDataNow=TIM5->CNT; //读取编码器脉冲数
encoderData=GetENCODECounter(encoderDataNow);  //脉冲值反方向值处理
CurrentPos = GetCurrentPosition(encoderData);  //计算当前位置

CurrentSpeer = EncoderSpeer(encoderDataNow,encoderDataLast,20); //计算速度 20ms
encoderDataLast=encoderDataNow; //

   printf("当前位置: %.2fmm；速度：%.2f mm/s\r\n",CurrentPos,CurrentSpeer); //程序用时3.43ms
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM6,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

1万 · 2021-9-6 15:35

encoder.c文件算法

#include "encoder.h"                // Device header
#include "stdlib.h"

u32 encoderData; //编码器脉冲数
float  CurrentPos; //当前位置
float  CurrentSpeer;//当前速度

//编码器反方向转换
//输入：count脉冲数
//输出0xX0000000  正方向X=0  反方向X=8
//局限性：正向运动输入的脉冲数永远不会超过0X80000000
u32 GetENCODECounter(u32 count)  //编码器反方向数值转换
{
if(count>0X80000000)    //负方向
{
count=0XFFFFFFFF-count;  //
count=count | 0X80000000 ;
}
return count;
}

//计算当前位置
//输入：count脉冲数 EncoderResolution编码器分辨率：一个脉冲距离/mm
//输出：float当前位置，单位：mm
float GetCurrentPosition(u32 count)  //计算当前位置
{
int32_t  data;

if(count<0X80000000)    data=count; //正向
if(count>0X80000000)    data=0X80000000-count; //反向

return data * EncoderResolution;  //编码器分辨率 mm
}

//计算当前速度
//输入：encoderDataNow encoderDataLast脉冲数  time间隔时间/ms
//abs() 求绝对值； EncoderResolution编码器分辨率
//输出：float当前速度，单位：mm/s
float EncoderSpeer(u32 encoderDataNow,u32 encoderDataLast,u8 time) //计算速度
{
return (abs(encoderDataNow-encoderDataLast))* EncoderResolution*1000/((float)time); // mm/s
}

encoder.h文件

#ifndef _ENCODER_H
#define _ENCODER_H
#include "sys.h"

#define  EncoderResolution  0.0001    //编码器分辨率

extern u32 encoderData; //编码器脉冲数
extern float  CurrentPos; //当前位置
extern float  CurrentSpeer;//当前速度

u32 GetENCODECounter(u32 count);  //编码器反方向数值转换
float GetCurrentPosition(u32 count);  //当前位置
float EncoderSpeer(u32 encoderDataNow,u32 encoderDataLast,u8 time); //计算速度

#endif

1万 · 2021-9-6 15:41

main.c

int main(void)
{
u16 times=0;

//设置系统中断优先级分组2  主优先级0~3 子优先级0~3
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
delay_init(168); //初始化延时函数

uart_init(115200); //初始化串口波特率为115200 上位机通信       中断级别中：主1子3

LED_Init(); //初始化LED
    buzzer_Init(); //蜂鸣器初始化LED

//100*(84M/840)=100*0.01ms=1ms
TIM6_Int_Init(100-1,840-1); //初始化基本定时器定时读取伺服状态中断级别低：主2子3
//1000*(84M/8400)=1000*0.1ms=100ms
TIM7_Int_Init(1000-1,8400-1); //初始化基本定时器控制灯闪烁    中断级别低：主3子3

/*编码器*/
TIM5_Config(0XFFFFFFFF,0); //光栅尺

printf("控制板开机启动\r\n");
delay_ms(100); //等待伺服上电准备

while(1)
{
times++;
   LED0=!LED0; //闪烁LED,提示系统正在运行
//    if(times%2==0)  {LED0=!LED0;}//闪烁LED,提示系统正在运行 2*200ms=400ms

delay_ms(200);
}
}

STM32F407光栅尺测速

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