MT6825编码器在STM32中的使用

news2024/11/26 0:49:18

文章目录

  • 1、PWM 绝对值位置读取功能
    • 1.1 DataSheet说明
    • 1.2 硬件支持
    • 1.3 Cubemax配置及使用
    • 1.4 项目代码实现
    • 1.5 效果验证
    • 1.6 注意事项
  • 2、SPI 绝对值位置读取功能
    • 2.2 硬件支持
    • 2.3 Cubemax配置及使用
    • 2.4 项目代码实现

1、PWM 绝对值位置读取功能

1.1 DataSheet说明

在这里插入图片描述

1.2 硬件支持

在这里插入图片描述

1.3 Cubemax配置及使用

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1.4 项目代码实现

PWM输入捕获定时器初始化：

void MX_TIM4_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM4_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM4_Init 0 */

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig = {0};
  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM4_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM4_Init 1 */
  htim4.Instance = TIM4;
  htim4.Init.Prescaler = 83;
  htim4.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim4.Init.Period = 0xFFFF;
  htim4.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim4, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_IC_Init(&htim4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET;
  sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_TI2FP2;
  sSlaveConfig.TriggerPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
  sSlaveConfig.TriggerPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sSlaveConfig.TriggerFilter = 0xA;
  if (HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&htim4, &sSlaveConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_INDIRECTTI;
  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sConfigIC.ICFilter = 0xA;
  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim4, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim4, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim4, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM4_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM4_Init 2 */

}

编码器初始化函数：

/**
  * @brief  
	* @param  void
  * @retval void
  */
void Bsp_Encoder_Init(void)
{
    if(sensor_peripheral.AuxEncoder_Sensor.encType==ENCODER_TYPE_MT_PWM_Abs)
	{
	    MX_TIM4_Init();
		  
        HAL_TIM_IC_Start_IT (&htim4, TIM_CHANNEL_1);
        HAL_TIM_IC_Start_IT (&htim4, TIM_CHANNEL_2);	

        ENC_485_RX_EN;		
	}

  MX_TIM3_Init();		//ENC

  HAL_TIM_Encoder_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);
}

输入捕获中断回调：

/**
  * @brief  Input Capture callback in non-blocking mode
  * @param  htim TIM IC handle
  * @retval None
  */
#define TIM_ENCODER_PWM TIM4
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM_ENCODER_PWM)  //
	{
       Encoder_MT_PWM_Readout();
	} 
}

输入捕获中断处理函数：

void Encoder_MT_PWM_Readout(void)
{
	if (htim4.Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
  {
		enc_mt_pwm_input.freqTemp[0]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim4, TIM_CHANNEL_2)+1;                                                // 1.读取整周期时间
		enc_mt_pwm_input.dutyTemp[0]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim4, TIM_CHANNEL_1)+1;                                                // 2.读取高电平时间
		__HAL_TIM_SetCounter(&htim4, 0);   
  }
}

角度读取函数（包含数据处理）：

uint16_t Bsp_get_PWM_angle(void)
{
	enc_mt_pwm_input.usPwmAngReadFlag = 1;
	enc_mt_pwm_input.freq=enc_mt_pwm_input.freqTemp[0];
	enc_mt_pwm_input.duty=enc_mt_pwm_input.dutyTemp[0];
		
	if(enc_mt_pwm_input.dir)
	{
			if(enc_mt_pwm_input.duty>=enc_mt_pwm_input.freq)
				 enc_mt_pwm_input.duty=enc_mt_pwm_input.freq;
			else
				 enc_mt_pwm_input.duty=enc_mt_pwm_input.freq-enc_mt_pwm_input.duty;            //get negation
	}
	
	enc_mt_pwm_input.factor=enc_mt_pwm_input.freq/enc_mt_pwm_input.div;               //Acquire resolution
	enc_mt_pwm_input.res=enc_mt_pwm_input.freq-(enc_mt_pwm_input.offset_h+enc_mt_pwm_input.offset_l)*enc_mt_pwm_input.factor;
		
	if(enc_mt_pwm_input.duty>=enc_mt_pwm_input.factor * enc_mt_pwm_input.offset_h)
			 enc_mt_pwm_input.angle_temp=enc_mt_pwm_input.duty - enc_mt_pwm_input.factor * enc_mt_pwm_input.offset_h;    //get angle
	else
			 enc_mt_pwm_input.angle_temp=0;
		
	enc_mt_pwm_input.angle=enc_mt_pwm_input.angle_temp*(4095/(enc_mt_pwm_input.res*(84/(ENC_PWM_INPUT_PRE+1))));     /* get value from 0 to 4095 */
	
  return enc_mt_pwm_input.angle;
}

结构体定义及初始化：

#define SAMPLE_NUM               1                                              /* Number of samples */
typedef struct
{
	 uint8_t  sample_count;                /* counts of samples */
   uint16_t freqTemp[SAMPLE_NUM];        /* Acquisition frequency */
	 float freq;                           /* frequency */
	 uint16_t dutyTemp[SAMPLE_NUM];        /* Capture high level */
	 float duty;                           /* duty */
	 uint8_t dir;
	 uint8_t offset_h;                     //16 high 
	 uint8_t offset_l;                     //8 low 
	 uint16_t div;                         //4095+16+8=4119
	 float factor; 
	 float res;                            /* Resolution */
	 float angle_temp;	
   uint16_t angle;	
	 uint8_t  usPwmAngReadFlag;
}enc_mt_pwm_input_t;

extern enc_mt_pwm_input_t enc_mt_pwm_input;


/************************************************************************************/
enc_mt_pwm_input_t enc_mt_pwm_input={
         .sample_count=0,
	     .freqTemp={0},
		 .freq=0,
		 .dutyTemp={0},
		 .duty=0,
		 .dir=1,
		 .offset_h=16,
		 .offset_l=8,
		 .div=4119,
		 .factor=0,
		 .res=0,
		 .angle=0,
		 .usPwmAngReadFlag = 0
};

1.5 效果验证

在这里插入图片描述角度（占空比）周期化变化，满足预期。

1.6 注意事项

在这里插入图片描述

2、SPI 绝对值位置读取功能

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.2 硬件支持

MT6825编码器电路
MT6825编码器电路
驱动板电路在这里插入图片描述

2.3 Cubemax配置及使用

在这里插入图片描述

2.4 项目代码实现

SPI外设初始化：

/* SPI1 init function */
void MX_SPI1_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN SPI1_Init 0 */

  /* USER CODE END SPI1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN SPI1_Init 1 */

  /* USER CODE END SPI1_Init 1 */
  hspi1.Instance = SPI1;
  hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
  hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
  hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;
  hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_HIGH;
  hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;
  hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
  hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_64;  //8 10.5Mbit/s 64 1.3125Mbits 16 5.25Mbit/s
  hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
  hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
  hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
  hspi1.Init.CRCPolynomial = 10;
  if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN SPI1_Init 2 */

  /* USER CODE END SPI1_Init 2 */

}

结构体及初始化：

typedef struct{
	uint16_t  cmd[3];
	uint16_t  rec_data[3];
	uint8_t  no_mag_warning_flag;
	uint8_t  over_speed_flag;
	uint8_t  pc1_flag;
	uint8_t  pc2_flag;
	uint8_t  pc1_count;
	uint8_t  pc2_count;
	uint8_t  err;
	uint32_t sample_data;
	uint32_t angle_data;
	uint32_t pre_angle_data;
}mag_enc_t;

extern mag_enc_t mag_enc;

/**********************************************************/
mag_enc_t mag_enc = {
    .cmd = {0x8300, 0x8400, 0x8500},
    .rec_data = {0, 0, 0},
    .no_mag_warning_flag = 0,
    .over_speed_flag = 0,
    .pc1_flag = 0,
    .pc2_flag = 0,
    .pc1_count = 0,
    .pc2_count = 0,
	.err = 0,
    .sample_data = 0,
	.angle_data =0,
	.pre_angle_data =0
};

SPI读取绝对值位置：

uint32_t SPI1_MT6825_fast_ReadData(void)
{
	short timeOut=1000;
	
	SPI1_CS_LOW;
//	HAL_SPI_Transmit(&hspi1 ,(unsigned char *)&mag_enc.cmd[0] ,1,200);
//	HAL_SPI_Receive(&hspi1 ,(unsigned char *)&mag_enc.rec_data[0] ,3,200);
    HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1 ,(unsigned char *)&mag_enc.cmd[0] ,(unsigned char *)&mag_enc.rec_data[0] ,3,200 );
	while( hspi1.State == HAL_SPI_STATE_BUSY )
	{
	  if (timeOut-- ==0) return 0;
	}   // wait for transmission complete
  SPI1_CS_HIGH;

  mag_enc.angle_data=((mag_enc.rec_data[0]&0x00FF)<<10)+((mag_enc.rec_data[1]&0xFC00)>>6)+((mag_enc.rec_data[1]&0x00F0)>>4);
  return mag_enc.angle_data;
}

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