TIM(4)Encoder_interface

TIM编码器接口

编码器接口可接收增量（正交）编码器的正交信号脉冲，自动控制CNT自增或自减
高级定时器和通用定时器都拥有1个编码器接口
编码器接口的两个输入引脚借用了输入捕获的通道1（ch1）和通道2（ch2）

编码器接口结构

编码器接口控制CNT自增自减，内部时钟和CNT计数方式（自增、自减、中央对齐）均由编码器接口托管，无需手动设置。
正转CNT自增读出正数、反转CNT自减通过补码的特性读出负数。
CNT的值代表了编码器的旋转角度。
每隔一段时间取出CNT的值并清零，即可得到编码器的旋转速度。（用另一个定时器实现）
改变ch1或ch2的极性可以改变计数方向。
接口信号与计数方向对应表

可以A相B相单独计数，也可AB相计数，精度提高一倍。

初始化流程

• RCC：开启TIMx和GPIO时钟(可以选择给默认复用引脚进行重映射)
• GPIO的上拉输入、下拉输入与外部模块的默认输出电平一致（一般为上拉高电平）
• TIM及时基单元：同前(其中ARR(65536 - 1最大值)和PSC(1 - 1不分频))
• 无需配置TIM内部时钟：TIM_InternalClockConfig(TIMx)(不需要这个函数)
• 初始化输入捕获单元的ch1和ch2通道
• 初始化TIM_IC结构体：同前(TIM_ICPrescaler和TIM_ICSelection无需配置)
  • TIM_ICPolarity：代表信号是否反向，上升沿（不反相）下降沿（反相）
• 编码器接口函数：TIM_EncoderInterfaceConfig()
• 计数器使能：TIM_Cmd()

标准库函数使用模板

初始化函数

void TIM_encoder_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
		
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

int16_t get_speed(void)
{
	int16_t Temp;
	Temp = TIM_GetCounter(TIM3);//这里CNT是无符号，将无符号转成有符号，解决了正反转识别问题
	TIM_SetCounter(TIM3, 0);//CNT清零
	return Temp;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

得到速度

/* get_speed    在定时中断中调用
* @ param1  None
* @ retval  返回CNT的值（及速度）
*/
int16_t get_speed(void)
{
	int16_t Temp;
	Temp = TIM_GetCounter(TIM3);//这里CNT是无符号，将无符号转成有符号，解决了正反转识别问题
	TIM_SetCounter(TIM3, 0);//CNT清零
	return Temp;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

编码器配置函数

/* TIM_EncoderInterfaceConfig
* @ param1  选择TIM定时器
* @ param2  TIM编码器模式
* @ param3  代表ch1信号是否反向，上升沿（不反相）下降沿（反相）
* @ param4  代表ch2信号是否反向，上升沿（不反相）下降沿（反相）
* @ retval  None
*/
void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode, uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity);
1
2
3
4
5
6
7
8

流程图

                                                +-------------------+
                                                |  时基单元    ARR   |
   TIM编码器结构                                 |               |   |
                                   +----------+ |               |   |
                                   |编码器接口 +-+--->PSC------>CNT  |
                                   +----------+ +-------------------+
                                     ^     ^   
                                     |     |
           +-------------------------+-----+------------------------+
+----+     |  +------+   +--------+  |     | TI2FP2                 |
|GPIO+-----+->|滤波器 +-->|边沿选择 +--+     |                        |
+----+     |  +------+   |极性选择 | TI1FP1 |                        |
           |             +--------+        |         输入捕获单元1    |
           +-------------------------------+------------------------+
                                           |
           +-------------------------------+------------------------+
+----+     |  +------+   +--------+ TI2FP2 |                        |
|GPIO+-----+->|滤波器 +-->|边沿选择 +--------+                        |
+----+     |  +------+   |极性选择 |                                 |
           |             +--------+                  输入捕获单元2    |
           +--------------------------------------------------------+
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

                                     ------ BY Flier

2023.8.29

Reference：江协科技、《stm32f10x用户手册》、《stm32库开发实战指南教程》