STM32定时器编码器模式应用

zhang062061

1.正交编码器原理
什么是正交？如果两个信号相位相差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。如下图所示。编码器输出两个脉冲信号TI1和TI2，TI1超前TI2 90度时，向上计数；TI2超前TI1 90度时，向下计数。
编码器的应用很多，最常用的就是电机测速，以及各种仪器上的旋钮等。
2.STM32CubeMX配置
以STM32F103C8T6为例，该单片机有4个定时器，每个定时器都可以配置为编码器模式，用于编码器计数。以TIM1为例，配置如下：

配置成定时器模式 Combined Channels为Encoder Mode，可以看到，配置后定时器的通道1和通道2已经被禁用，因为编码器模式使用的就是通道1和通道2，这个是固定的，通道3和通道4不可配置为编码器模式，硬件设计时要注意。
分频系数Prescaler为0，计数周期Counter Period为65535，下面的Encoder Mode 可以是TI1、TI2或者TI1 and TI2，TI1 and TI2 就是两个脉冲都计数，结果是前两种配置的两倍。
另外需要注意的是，有的编码器是OC/OD输出的，没有上拉电阻，因此硬件上外加上拉电阻，或者在软件上使能编码器引脚的内部上拉。

3.程序编写
配置完成后点击生成代码即可，编码器的使用方式也很简单，在初始化后开启编码器：
HAL_TIM_Encoder_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_ALL);
调用__HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN 函数可以获得编码器的转向 0为正、1为负
Dir = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim1);
调用 __HAL_TIM_GET_COUNTER函数可获取编码器的脉冲数。
Count1 = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1);
如果是电机测速的应用，根据获取的脉冲数、编码器的参数以及两次脉冲数的时间差，即可判断出电机的转速。需要注意的是，定时器为16位，存在溢出的可能，用户要根据自己需求开启定时器溢出中断，在中断中再进行软件计数。
4.总结
相比如没有编码器模式的单片机，需要自己编写程序，STM32定时器的编码器模式使用非常简单，唯一不足的是16位定时器，在某些要求高的应用时显得不是那么方便。
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