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STM32端口模拟编码器输入

文章目录

前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

项目需要：

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、正交编码器是什么？

在这里插入图片描述

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二、使用步骤

2.1开启时钟

	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);			//开启TIM3的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟

2.2配置编码器引脚 TIM3 CH1(PA6) CH2 (PA7)上拉输入

	/*GPIO初始化*/
	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);

2.3.初始化编码器时基

代码如下（示例）：

	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;               //计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;                //预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);             //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元

2.4 初始化编码器输入

代码如下（示例）：

/*输入捕获初始化*/
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);							//结构体初始化，若结构体没有完整赋值
																	//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
																	//避免结构体初值不确定的问题
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;				//选择配置定时器通道1
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;							//输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);							//将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;				//选择配置定时器通道2
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;							//输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);							//将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道

2.5 配置编码器接口

	/*编码器接口配置*/
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
																	//配置编码器模式以及两个输入通道是否反相
																	//注意此时参数的Rising和Falling已经不代表上升沿和下降沿了，而是代表是否反相
																	//此函数必须在输入捕获初始化之后进行，否则输入捕获的配置会覆盖此函数的部分配置

2.6 开启定时器

	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);			//使能TIM3，定时器开始运行

2.7获取编码器数据

/**
  * 函    数：获取编码器的增量值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：自上此调用此函数后，编码器的增量值
  */
int16_t Encoder_Get(void)
{
	/*使用Temp变量作为中继，目的是返回CNT后将其清零*/
	int16_t Temp;
	Temp = TIM_GetCounter(TIM3);
	TIM_SetCounter(TIM3, 0);
	return Temp;
}

三、参考程序

#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
//全局

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
 
 int x;
 
 
 /**
  * 函    数：编码器初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Encoder_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);			//开启TIM3的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	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);							//将PA6和PA7引脚初始化为上拉输入
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;               //计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;                //预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);             //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
	
	/*输入捕获初始化*/
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);							//结构体初始化，若结构体没有完整赋值
																	//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
																	//避免结构体初值不确定的问题
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;				//选择配置定时器通道1
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;							//输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);							//将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;				//选择配置定时器通道2
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;							//输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);							//将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道
	
	/*编码器接口配置*/
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
																	//配置编码器模式以及两个输入通道是否反相
																	//注意此时参数的Rising和Falling已经不代表上升沿和下降沿了，而是代表是否反相
																	//此函数必须在输入捕获初始化之后进行，否则输入捕获的配置会覆盖此函数的部分配置
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);			//使能TIM3，定时器开始运行
}

/**
  * 函    数：获取编码器的增量值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：自上此调用此函数后，编码器的增量值
  */
int16_t Encoder_Get(void)
{
	/*使用Temp变量作为中继，目的是返回CNT后将其清零*/
	int16_t Temp;
	Temp = TIM_GetCounter(TIM3);
	TIM_SetCounter(TIM3, 0);
	return Temp;
}

void usart1_init()
{

//PA9  TX  PA10 RX   USART1
	
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//1.开时钟
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//发送
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//接收
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	
	USART_InitStruct.USART_BaudRate=115200;
	USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
	USART_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;
	USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
	USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
	
	USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);//2.初始化串口 
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);//3.是能串口
	
	USART_SendData(USART1, '4');
	
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)!=1);
	
	
	USART_SendData(USART1, '1');
		while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)!=1);
	
	
	USART_SendData(USART1, 0X41);
		while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)!=1);
	USART_SendData(USART1, 41);
		while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)!=1);
	
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE );// 4.接受完成中断
	
	
	 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 5.配置中断分组
	 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
	 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
	 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;	 
	 
   NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);//配置中断优先级
	

}

int fputc(int ch,FILE *f)
{

	   USART_SendData(USART1, (u8)ch);
	   while(!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE));
	   return ch;
}


void delay(u16 ms)
{

		u16 i,j;
	for(i=0;i<ms;i++)
	for(j=0;j<1000;j++);
}
 

int main()
{

//局部	
	// 库函数开启GPIO时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=  GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	
	
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);   //&x
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=  GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;	
	
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);   //&x 
	
	usart1_init();
	
	Encoder_Init();
	
	u16 Speed=0;
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
	

	while(1)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		//GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		u8 k=0;
		
		for(k=0;k<20;k++){
		
				GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
				GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
				delay(100);
				GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
				GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
				delay(100);
				
				GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);	
				GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
				delay(100);
				GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);		
				GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);	
				delay(100);
		
		}
		
		
		Speed = Encoder_Get();								//每隔固定时间段读取一次编码器计数增量值，即为速度值
		printf("测到的脉冲是=%d \r\n",Speed);
	
		
		
	
	}
}

四、测试结果

4.1测试方法

将正交编码编码的信号输入STM32 PA6 PA7引脚

因为没有编码器所以用PA0 和PA1模拟输出正交编码的PWM波形

如果有编码器器可以直接接入 PA6 PA7

4.2串口输出结果

结果分析：

这里对输入的波形滤波

PA0 PA1 高低电平输出
循环20次
一次PA0循环输出1次上升沿，1次下降沿
一次PA1循环输出1次上升沿，1次下降沿

20*（1+1+1+1）=80
所以计数器的次数是0

接线
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

总结

学习使人快乐！
音乐使人愉悦！
日积月累使人充实和自信！

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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