STM32学习笔记之正交编码器接口

张衍波 · 发表于 2015-6-10 09:38:31

最近做一个项目，主控芯片用STM32RBT6，要用到光栅尺，本来带一个控制器的，通过控制器的232可以读取光栅尺的数据，但这个控制器太大，设备中放不下，于是，考虑自己做一个，网上看到很多有用CPLD的方案，后来无意间发现stm32的定时器可以配置成编码器，甚喜

高兴之余，突然发现stm32的定时器是16位的，我的光栅尺的计数会超过65535，于是在21ic论坛上和几位高手请教，最终确定的方案

工作过程是配置TIM3为正交编码器模式，并定一个10ms的中断，每10ms读取一次计数值，10ms的前提是在10ms内计数器不溢出（这个思想要感谢21ic的lxyppc）

以下是部分代码：（这些代码修改于ST官方的例程，但我的工程用的是V3的固件库，他们的例程貌似是0.3的，所以有些地方有改动）
下面是初始化TIM3为正交编码器模式
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_IRQn;
  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 = ENCODER_TIM_PERIOD;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  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);
}
以下为获取一次计数值，此算法来自lxyppc，可以规避超过16位的情况，具体细节见http://bbs.21ic.com/viewthread.php?tid=110623的讨论

s16 ENC_Get_Electrical_Angle(void)
{
  static  u16 lastCount = 0;
  u16  curCount = ENCODER_TIMER->CNT;
  s32 dAngle = curCount - lastCount;
  if(dAngle >= MAX_COUNT){
dAngle -= ENCODER_TIM_PERIOD;
  }else if(dAngle < -MAX_COUNT){
dAngle += ENCODER_TIM_PERIOD;
  }
  lastCount = curCount;
  return (s16)dAngle;
}

以下为系统滴答的初始化和中断函数
void TB_Init(void)
{
  /* Setup SysTick Timer for 10 msec interrupts  */
  if (SysTick_Config(SystemFrequency / 100))
  {
/* Capture error */
while (1);
  }
}

void SysTick_Handler(void)
{
  /*if (hTimebase_display_500us != 0)
  {
hTimebase_display_500us --;
  }
*/
  if (hSpeedMeas_Timebase_500us !=0)
  {
hSpeedMeas_Timebase_500us--;
  }
  else
  {
hSpeedMeas_Timebase_500us = SPEED_SAMPLING_TIME;

CurrentCount += ENC_Get_Electrical_Angle();

//ENC_Calc_Average_Speed must be called ONLY every SPEED_MEAS_TIMEBASE ms
//ENC_Calc_Average_Speed();
  }
}
以上代码已通过测试，固件库版本为：V3.1.2
ST官方例程和中文说明文档：http://www.stmicroelectronics.co ... oder_AN%28CH%29.pdf
http://images.stmicroelectronics ... 32F10xxx_Encoder_AN(CH).zip
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