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stm32f103与编码器接口问题,具体实现,求大神

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楼主
hw5226349|  楼主 | 2012-6-27 10:56 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
有没有人知道下面这些模式的具体功能呢?
TIM_EncoderMode_TI1         TIM编码模式1
TIM_EncoderMode_TI1         TIM编码模式2
TIM_EncoderMode_TI12       TIM编码模式3

Datasheet上关于 STM32 正交编码器接口的节选
**********************************************************************
可编程的计数率

x4: 标准模式,所有边沿有效
   1000线的正交编码器每转产生4000个计数脉冲

x2: 只对A (或B)计数,但仍可确定方向

“转速模式”:正交编码器输入可分频
**********************************************************************
上面这几种模式都怎么设置啊?

还有这句话:
TIM_EncoderInterfaceConfig(ENCODER_TIMER, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);

两个TIM_ICPolarity_Rising都代表什么呢?
沙发
hw5226349|  楼主 | 2012-6-27 10:57 | 只看该作者
我想问问,具体的实现方式,例如,怎么计算出速度和正反转

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板凳
figo20042005| | 2012-6-27 11:27 | 只看该作者
正反转可以通过A,B脉冲相位关系谁在前判断出,速度嘛,你搜下有好多方法的,如MT法

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地板
hw5226349|  楼主 | 2012-6-27 16:50 | 只看该作者
/******************** (C) COPYRIGHT 2007 STMicroelectronics ********************
* File Name          : stm32f10x_encoder.c
* Author             : IMS Systems Lab  
* Date First Issued  : 21/11/07
* Description        : This file contains the software implementation for the
*                      encoder unit
********************************************************************************
* History:
* 21/11/07 v1.0
********************************************************************************
* THE PRESENT SOFTWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS
* WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE TIME.
* AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT,
* INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM THE
* CONTENT OF SUCH SOFTWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE CODING
* INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS.
*******************************************************************************/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_lib.h"
#include "stm32f10x_encoder.h"
#include "led.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define ENCODER_TIMER   TIM3  // Encoder unit connected to TIM3
#define ENCODER_PPR           (u16)(360)   // number of pulses per revolution
#define SPEED_BUFFER_SIZE 8

#define COUNTER_RESET   (u16)0
#define ICx_FILTER      (u8) 6 // 6<-> 670nsec

#define TIMx_PRE_EMPTION_PRIORITY 1
#define TIMx_SUB_PRIORITY 0

#define SPEED_SAMPLING_FREQ (u16)(2000/(SPEED_SAMPLING_TIME+1))

/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
s16 ENC_Calc_Rot_Speed(void);

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
s16 hPrevious_angle, hSpeed_Buffer[SPEED_BUFFER_SIZE], hRot_Speed;
u8 bSpeed_Buffer_Index = 0;
volatile u16
hEncoder_Timer_Overflow;
bool bIs_First_Measurement = TRUE;
   s16 hSpeed;
      u16 hValue;
/*******************************************************************************
* Function Name  : ENC_Init
* Description    : General Purpose Timer x set-up for encoder speed/position
*                  sensors
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void ENC_Init(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
  
/* Encoder unit connected to TIM3, 4X mode */   
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  
  /* TIM3 clock source enable */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
  /* Enable GPIOA, clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  
  GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
  /* Configure PA.06,07 as encoder input */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  
  /* Enable the TIM3 Update Interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQChannel;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = TIMx_PRE_EMPTION_PRIORITY;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = TIMx_SUB_PRIORITY;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  /* Timer configuration in Encoder mode */
  TIM_DeInit(ENCODER_TIMER);
  TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;  // No prescaling
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (4*ENCODER_PPR)-1;  
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;                //tck_tim
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   
  TIM_TimeBaseInit(ENCODER_TIMER, &TIM_TimeBaseStructure);

  TIM_EncoderInterfaceConfig(ENCODER_TIMER, TIM_EncoderMode_TI12,
                             TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
  TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
  TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = ICx_FILTER;
  TIM_ICInit(ENCODER_TIMER, &TIM_ICInitStructure);
  
// Clear all pending interrupts
  TIM_ClearFlag(ENCODER_TIMER, TIM_FLAG_Update);
  TIM_ITConfig(ENCODER_TIMER, TIM_IT_Update, ENABLE);
  //Reset counter
  TIM2->CNT = COUNTER_RESET;
  
  ENC_Clear_Speed_Buffer();
  
  TIM_Cmd(ENCODER_TIMER, ENABLE);  
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : ENC_Get_Electrical_Angle
* Description    : Returns the absolute electrical Rotor angle
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : Rotor electrical angle: 0 -> 0 degrees,
*                                          S16_MAX-> 180 degrees,
*                                          S16_MIN-> -180 degrees                  
*******************************************************************************/
s16 ENC_Get_Electrical_Angle(void)
{
  s32 temp;
  
  temp = (s32)(TIM_GetCounter(ENCODER_TIMER)) * (s32)(U32_MAX / (4*ENCODER_PPR));
  return((s16)(temp/65536)); // s16 result
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : ENC_Clear_Speed_Buffer
* Description    : Clear speed buffer used for average speed calculation  
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void ENC_Clear_Speed_Buffer(void)
{   
  u32 i;

  for (i=0;i<SPEED_BUFFER_SIZE;i++)
  {
    hSpeed_Buffer[i] = 0;
  }
  bIs_First_Measurement = TRUE;
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : ENC_Calc_Rot_Speed
* Description    : Compute return latest speed measurement
* Input          : None
* Output         : s16
* Return         : Return the speed in 0.1 Hz resolution.                    
*******************************************************************************/
s16 ENC_Calc_Rot_Speed(void)
{   
  s32 wDelta_angle;
  u16 hEnc_Timer_Overflow_sample_one, hEnc_Timer_Overflow_sample_two;
  u16 hCurrent_angle_sample_one, hCurrent_angle_sample_two;
  signed long long temp;
  s16 haux;
  
  if (!bIs_First_Measurement)                          //bIs_First_Measurement=TURE
  {
    // 1st reading of overflow counter   
    hEnc_Timer_Overflow_sample_one = hEncoder_Timer_Overflow;
    // 1st reading of encoder timer counter
    hCurrent_angle_sample_one = ENCODER_TIMER->CNT;
    // 2nd reading of overflow counter
    hEnc_Timer_Overflow_sample_two = hEncoder_Timer_Overflow;  
    // 2nd reading of encoder timer counter
    hCurrent_angle_sample_two = ENCODER_TIMER->CNT;      

    // Reset hEncoder_Timer_Overflow and read the counter value for the next
    // measurement
    hEncoder_Timer_Overflow = 0;
    haux = ENCODER_TIMER->CNT;   
   
    if (hEncoder_Timer_Overflow != 0)
    {
      haux = ENCODER_TIMER->CNT;
      hEncoder_Timer_Overflow = 0;            
    }
     
    if (hEnc_Timer_Overflow_sample_one != hEnc_Timer_Overflow_sample_two)
    { //Compare sample 1 & 2 and check if an overflow has been generated right
      //after the reading of encoder timer. If yes, copy sample 2 result in
      //sample 1 for next process
      hCurrent_angle_sample_one = hCurrent_angle_sample_two;
      hEnc_Timer_Overflow_sample_one = hEnc_Timer_Overflow_sample_two;
    }
   /*判断正反转*/
    if ( (ENCODER_TIMER->CR1 & TIM_CounterMode_Down) == TIM_CounterMode_Down)  
    {// encoder timer down-counting          反
      wDelta_angle = (s32)(hCurrent_angle_sample_one - hPrevious_angle -
                    (hEnc_Timer_Overflow_sample_one) * (4*ENCODER_PPR));
    }
    else  
    {//encoder timer up-counting         正
      wDelta_angle = (s32)(hCurrent_angle_sample_one - hPrevious_angle +
                    (hEnc_Timer_Overflow_sample_one) * (4*ENCODER_PPR));
    }
   
    // speed computation as delta angle * 1/(speed sempling time)
    temp = (signed long long)(wDelta_angle * SPEED_SAMPLING_FREQ);
    temp *= 10;  // 0.1 Hz resolution
    temp /= (4*ENCODER_PPR);
        
  } //is first measurement, discard it
  else
  {
    bIs_First_Measurement = FALSE;
    temp = 0;
    hEncoder_Timer_Overflow = 0;
    haux = ENCODER_TIMER->CNT;      
    // Check if Encoder_Timer_Overflow is still zero. In case an overflow IT
    // occured it resets overflow counter and wPWM_Counter_Angular_Velocity
    if (hEncoder_Timer_Overflow != 0)
    {
      haux = ENCODER_TIMER->CNT;
      hEncoder_Timer_Overflow = 0;            
    }
  }
  
  hPrevious_angle = haux;  

  return((s16) temp);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : ENC_Calc_Average_Speed
* Description    : Compute smoothed motor speed based on last SPEED_BUFFER_SIZE
                   informations and store it variable  
* Input          : None
* Output         : s16
* Return         : Return rotor speed in 0.1 Hz resolution. This routine
                   will return the average mechanical speed of the motor.
*******************************************************************************/
void ENC_Calc_Average_Speed(void)
{   
  s32 wtemp;
  u32 i;
  
  wtemp = ENC_Calc_Rot_Speed();
        
/* Compute the average of the read speeds */  
  hSpeed_Buffer[bSpeed_Buffer_Index] = (s16)wtemp;
  bSpeed_Buffer_Index++;
  
  if (bSpeed_Buffer_Index == SPEED_BUFFER_SIZE)                  //8次平均
  {
    bSpeed_Buffer_Index = 0;
  }

  wtemp=0;

  for (i=0;i<SPEED_BUFFER_SIZE;i++)
  {
    wtemp += hSpeed_Buffer[i];
  }
  wtemp /= SPEED_BUFFER_SIZE;
  
  hRot_Speed = ((s16)(wtemp));
}



/*******************************************************************************
* Function Name  : TIM3_IRQHandler
* Description    : This function handles TIMx Update interrupt request.
                   Encoder unit connected to TIM2
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void TIM3_IRQHandler(void)
{  
  /* Clear the interrupt pending flag */
  TIM_ClearFlag(ENCODER_TIMER, TIM_FLAG_Update);
  
  if (hEncoder_Timer_Overflow != U16_MAX)  
  {
   hEncoder_Timer_Overflow++;
  }
}
ST给的程序,中间有一些别人写进去的程序,它的计算平均速度ENC_Calc_Average_Speed()这个函数我不是很懂,什么意思。什么思想。

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bytesun| | 2012-6-29 20:34 | 只看该作者
意思是把每次算出的机械频率(0.1Hz)放到Buffer,等Buffer满后,求平均值即为平均速度.

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6
figo20042005| | 2012-6-29 22:21 | 只看该作者
取8次ROT_Speed
放进BUFFER数组,求平均值,也就相当于给速度均值滤波

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7
hw5226349|  楼主 | 2012-7-1 10:39 | 只看该作者
6# figo20042005
我就是不清楚,把计数器里面的值转换的过程。能跟我讲讲吗?
再者有个疑问,用STM32的编码器接口函数,它的计数是由编码器的脉冲触发的,那么我怎么才知道我的计数频率到底是多少,这就是我不知道速度怎么算出来的缘由。

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8
hw5226349|  楼主 | 2012-7-1 10:41 | 只看该作者
6# figo20042005
我实际是这个函数不懂,上面发错了。ENC_Calc_Rot_Speed(void)
求平均应该不是你说的相当于滤波吧?

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9
hw5226349|  楼主 | 2012-7-3 11:59 | 只看该作者
s16 ENC_Calc_Rot_Speed(void)里面的计算速度的算法什么意思?
顺便问下这段程序里面两次捕获的时间是怎么确定的?

temp = (signed long long)(wDelta_angle * SPEED_SAMPLING_FREQ);
    temp *= 10;  // 0.1 Hz resolution
    temp /= (4*ENCODER_PPR);

#define SPEED_SAMPLING_FREQ (u16)(2000/(SPEED_SAMPLING_TIME+1))
#define SPEED_SAMPLING_TIME  9
为什么速度采样频率是一定的?

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10
figo20042005| | 2012-7-6 08:59 | 只看该作者
一般你的系统设计时,电机速度要求会给定,你以最大速度情况去采样这时肯定满足,DEMO只是适合他自己的电机的,所以这些东西还需要你改

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11
Periodic| | 2012-7-20 11:34 | 只看该作者
TIM2->CNT = COUNTER_RESET;

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12
SkyYe| | 2017-7-24 18:31 | 只看该作者
路过,学习了

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