无人问津也好,技不如人也罢,都应静下心来,去做该做的事。
最近在学STM32,所以也开贴记录一下主要内容,省的过目即忘。视频教程为江科大(改名江协科技),网站jiangxiekeji.com
现在开始上难度,STM32功能最强大、结构最复杂的外设——定时器,分四期介绍。
第一期介绍最基础的定时功能理论、定时器中断和定时器内外时钟源选择的代码。
第二期介绍定时器输出比较功能的代码,输出比较功能常用产生PWM波驱动电机。
上期介绍定时器输入捕获功能代码,常用测量方波频率。
最后介绍定时器的编码器接口代码,更方便读取正交编码器的输出波形,常用编码电机测速。
上下拉的选择原则:如果GPIO口接的外部模块默认输出低电平,我们配置下拉输入,默认输入低电平。和外部模块保持默认状态一致,防止默认电平打架。不过一般来说,默认高电平,这是一个习惯的状态。
接线图
这里使用TIM3的CH1、CH2来做定时器的编码器接口输入GPIO,所以A相接PA6、B相接PA7或者A相接PA7、B相接PA6,都是可以的,只是正反转的极性区别。
编码器接口程序测速现象
在这里接了一个旋转编码器模块,这个代码和之前我们写的旋转编码器计次的代码,实现的功能基本都是一样的。OLED显示的是Speed速度,向右慢速旋转,数值为正,计次比较小。向右快速旋转,计次就会增大;然后向左慢速旋转,数值为负,计次比较小;然后停下来,速度就是0。
编码器接口常用函数
TIM_EncoderInterfaceConfig(哪个定时器,选择编码器模式,通道1的电平极性,通道2的电平极性):定时器编码器接口配置
void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode,
uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity);
初始化步骤
第一步,RCC开启时钟,开启GPIO和定时器的时钟
/*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
第二步,配置GPIO,这里需要把PA6和PA7配置成输入模式
上下拉的选择原则:如果GPIO口接的外部模块默认输出低电平,我们配置下拉输入,默认输入低电平。和外部模块保持默认状态一致,防止默认电平打架。不过一般来说,默认高电平,这是一个习惯的状态。
/*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
第三步,配置时基单元,这里预分频器我们一般选择不分频,自动重装一般给最大65535,
只需要一个CNT执行计数就行了
/*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
第四步,配置输入捕获单元,不过这里输入捕获单元只有滤波器和极性这两个参数有用,后面的参数没有用到,与编码器无关。但是为避免出现奇奇怪怪的问题,这里先用TIM_ICStructInit()函数把输入捕获单元的结构体成员都赋一个初始值,再单独去修改滤波器和极性这两个参数。
/*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 = 0xF; //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 = 0xF; //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
第五步,配置编码器接口模式,这个直接调用一个库函数就可以了
/*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
最后,调用TIM_Cmd,启动定时器,就完事了
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3,定时器开始运行
电路初始化好后,CNT就会随着编码器旋转而自增自减。如果想要测量编码器的位置,那直接读出CNT的值就行了;如果想测量编码器的速度和方向,那就需要每隔一段固定的闸门时间,取出一次CNT,然后再把CNT清零,这样就是测频法测量速度了
代码展示
Hardware文件夹下新建编码器接口文件(Encoder),添加Encoder.h、.c文件,在Encoder_Init函数这里进行编码器接口的初始化。
main函数
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"
int16_t Speed; //定义速度变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Timer_Init(); //定时器初始化
Encoder_Init(); //编码器初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Speed:"); //1行1列显示字符串Speed:
while (1)
{
OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 5); //不断刷新显示编码器测得的最新速度
}
}
/**
* 函 数:TIM2中断函数
* 参 数:无
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入
*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
{
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
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位
//中断标志位必须清除
//否则中断将连续不断地触发,导致主程序卡死
}
}
Encoder.h文件
#ifndef __ENCODER_H
#define __ENCODER_H
void Encoder_Init(void);
int16_t Encoder_Get(void);
#endif
Encoder.c文件
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 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 = 0xF; //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 = 0xF; //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;
}