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作者：strongerHuang

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編碼器是一種比較常見的產(chǎn)品（也可以理解為傳感器），最常見的就是配合電機一起工作，那么，你對編碼器有多了解呢？

一、關(guān)于編碼器

編碼器的種類有很多：增量式編碼器、絕對值編碼器，有軸或者無軸編碼器，電壓輸出、推拉輸出、集電極開路輸出等等。但不管什么類型的編碼器，其目的都類似，得到轉(zhuǎn)動的角度，角速度、位移等。

本文講述常見的增量式編碼器，增量式編碼器也可以叫正交編碼器，也就是說可以通過其A、B的相位知道編碼器是正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)，還可以根據(jù)編碼器參數(shù)得出旋轉(zhuǎn)了多少角度等。

常見的增量式編碼器A、B、Z三根線代表什么意思呢？使用過編碼器的人不難理解，這里簡單給初學者講述一下：

A、B兩線提供相位相差90度的脈沖信號，用其來計算旋轉(zhuǎn)的角度；Z線為過零點線，也就是說每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，經(jīng)過某一點都會輸出一個脈沖信號，主要用于“過零校正”，三線的信號大致如下圖：

有些編碼器出來的線有一個對應(yīng)的“非”信號線（如上圖右邊），其實主要用于抗干擾的。

更多關(guān)于編碼器的描述，請網(wǎng)上搜索相關(guān)的知識進行了解，本文不再講述。

二、STM32編碼器接口模式

在STM32芯片中，都有這么一個定時器，叫通用定時器“General-purpose timers”，定時器里面存在這么一個模式，叫編碼器接口模式“Encoder interface mode”。當然，具體可參看芯片對應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊。

STM32提供的編碼器接口模式主要針對的就是“正交編碼器”，它可以利用定時器的“計數(shù)”功能，得出編碼器計了多少個脈沖；同時，它可以根據(jù)編碼器AB的相位得出編碼器是正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)。

（圖片來自STM32參考手冊）

1.計算脈沖個數(shù)

有點類似TIM的捕獲功能，捕獲A相、B相的脈沖信號；只是編碼器模式是捕獲A(TI1)、B(TI2)相的邊沿信號（如上圖），相當于一個周期內(nèi)，計4個脈沖信號的值。

2.計數(shù)器的增減（方向）

STM32的計數(shù)器會根據(jù)方向（+ 或者 -）來進行計數(shù)，TI1和TI2相位相差90，4個階段的邊沿，對應(yīng)TI1和TI2不同電平信號，從這個不同的信號，硬件自身可以判斷出其方向。在編碼器模式下，有個寄存器（TIMx_CR1）中有一個方向位（DIR），會隨著編碼器旋轉(zhuǎn)方向的改變而改變，我們可以通過讀取該位來判斷編碼器的正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)。

3.TIM時基

STM32編碼器接口模式，其實是通過利用AB相位TIM時基提供時鐘信號，使其計數(shù)。

三、應(yīng)用編程

相信看了上面的一些描述，大家應(yīng)該對編碼器有所理解了。其實，在STM32中，可以通過配置編碼器模式對應(yīng)的函數(shù)，就能實現(xiàn)獲取編碼器傳感器上面的信息了。

使用STM32提供的標準外設(shè)庫，或者使用STM32CubeMX工具很容易將TIM配置成編碼器模式。

1.標準外設(shè)庫配置編碼器

TIM_EncoderInterfaceConfig，它就是編碼器接口的配置函數(shù)。簡單的只需要配置該函數(shù)，使能TIM，即可實現(xiàn)采集編碼器上面的信息。（當然，需要復雜的操作，還需要做其他相應(yīng)的配置）

2.STM32CubeMX配置

STM32CubeMX是一套快速開發(fā)的工具，讓很多不了解STM32底層的朋友可以快速的在STM32上編寫應(yīng)用程序。

本文說的配置編碼器接口，在某些TIM上存在一個“Combined Channel”配置，可以理解為“連接通道”，也算是TIM的一種復用模式。選擇里面的“Encoder Mode”即可。

四、實例代碼

本文提供的代碼為一個使用標準外設(shè)庫編寫的簡單Demo工程，其中里面附帶一個工程（用于模擬編碼器AB相波形的工程），如下：

該工程主要配置TIM的編碼器模式，通過定時讀取編碼器的方向（DIR），和計數(shù)（CNT），并通過串口打印出來。

下載地址：

百度網(wǎng)盤：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1jH8yOqM 

密碼：t4kx

GitHub:

https://github.com/EmbeddDeveloper/STM32F4_TIM_Encoder

CSDN:

http://download.csdn.net/download/ybhuangfugui/10165086

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