本内容基于江协科技STM32视频学习之后整理而得。
文章目录
- 1. 输入捕获IC
- 1.1 输入捕获IC简介
- 1.2 频率测量
- 1.3 输入捕获通道
- 1.4 主从触发模式
- 1.5 输入捕获基本结构
- 1.6 PWMI基本结构
- 2. 输入捕获库函数及代码
- 2.1 输入捕获库函数
- 2.2 6-6 输入捕获模式测频率
- 2.2.1 硬件连接
- 2.2.2 硬件运行结果
- 2.2.3 代码流程
- 2.2.4 代码
- 2.3 6-7PWMI模式测频率占空比
- 2.3.1 硬件连接
- 2.3.2 硬件运行结果
- 2.3.3 代码实现流程
- 2.3.4 代码
- 3. 编码器接口
- 3.1 编码器接口简介
- 3.2 正交编码器
- 3.3 编码器接口基本结构
- 3.4 工作模式
- 3.5 实例（均不反相）
- 3.6 实例（TI1反相）
- 4. 编码器接口库函数及代码
- 4.1 编码器接口库函数
- 4.2 6-8 编码器接口测速
- 4.2.1 硬件连接
- 4.2.2 代码实现流程
- 4.2.3 代码
1. 输入捕获IC
1.1 输入捕获IC简介
- 输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时，当前CNT的值将被锁存到CCR中，可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数；
- 每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道；
- 可配置为PWMI模式(即PWM输入模式)，同时测量频率和占空比；
- 可配合主从触发模式，实现硬件全自动测量；
1.2 频率测量
频率的定义：1s内出现了多少个重复的周期
对于STM32测频率而言，也是只能测量数字信号的频率。如果需要测量一个正弦波，还需要搭建一个信号预处理电路，最简单的就是用运放搭一个比较器，把正弦波转换为数字信号，再输入给STM32就行了。如果测量的电压信号非常高，那还需要考虑一下隔离的问题，比如用一些隔离放大器、电压互感器等元件，隔离高压端和低压端，保证电路的安全。总之，经过处理最终输入给STM32的信号，要是这样的高低电平信号，高电平3.3V，低电平0V。
-
测频法原理：
频率的定义就是1s内出现了多少个重复的周期，那频率就是多少Hz。 -
测周法原理
周期的倒数是频率。捕获信号的两个上升沿，测量一下这之间持续的时间就行了。测量时间的方法实际上也是定时器计次，使用一个已知的标准频率fc的计次时钟来驱动计数器，从一个上升沿开始计，计数器从0开始，一直计到下一个上升沿，停止。计一个数的时间是1/fc，计N个数，时间就是N/fc，N/fc就是周期，再取个倒数，就得到了公式fx=fc/N。 -
测频法和测周法优缺点
测频法适合测量高频信号，测周法适合测量低频信号。测频法在闸门时间内，最好多出现一些上升沿，计次数量多一些，这样有助于减小误差。测周法要求信号频率低一些，低频信号周期比较长，计次就会比较多，有助于减小误差。
测频法测量结果更新的慢一些，数值相对稳定。测周法更新的快，数据跳变的也非常快。测频法测量的是在闸门时间内的多个周期，所以它自带一个均值滤波，如果在闸门时间内波形频率有变化，那得到的其实是这一段时间的平均频率。如果闸门时间选为1s，那么每隔1s才能得到一次结果，所以测频法结果更新慢，测量结果是一段时间的平均值，值比较平滑。测周法是只测量一个周期，就能出一次结果，所以出结果的速度取决于待测信号的频率，一般而言，待测信号都是几百几千Hz，所以一般情况下，测周法结果更新更新更快，但由于它只测一个周期，所以结果值会受噪声的影响，波动比较大。 -
中界频率
对于测频法和测周法，计次数量N要尽量大一些，N越大，相对误差越小，因为在这些方法中，计次可能会存在正负1误差。比如测频法，在闸门时间内，并不是每个周期信号都是完整的，比如在最后时间里，可能有一个周期刚出现一半，闸门时间就到了，那这只有半个周期，只有舍弃掉或者当做一整个周期来看，因为计次只有整数，不可能计次0.5个数吧。那在这个过程，就会出现多计一个，或者少计一个的情况，这就叫做正负1误差。在测周法中，用标准频率fc计次，有像这样可能，一个数刚数到一半，计时就结束了。那这半个数也只能舍弃或者按一整个数来算了，这里也会出现正负1误差。所以正负1误差是这两种方法固有的误差，要想减小正负1误差的影响，就只能尽量多计一些数。当计次N比较大时，正负1对N的影响就会很小。
那当有一个频率，测频法和测周法计次的N相同，就说明误差相同，这不就是中界频率。对应图上，当待测信号频率小于中界频率时，测周法误差更小，选用测周法更合适，当待测信号频率大于中界频率时，测频法误差更小，选用测频法更合适。 -
测频法应用：
之前的对射式红外传感器计次、定时器外部时钟代码稍加改进就是测频法。比如对射式红外传感器计次，每来一个上升沿计次+1，再用一个定时器，定一个1s的定时中断，在中断里，每隔1s取一下计次值，同时清0计次，为下一次做准备，这样每次读取的计次值就直接是频率（闸门时间T是1s，计次值是N，所以频率=计次值N/1=N）。对应定时器外部时钟代码也是如此，每隔1s取一下计次，就能实现测频法测量频率的功能了。
1.3 输入捕获通道
-
异或门
TIMx_CH1引脚进来，有一个三输入的异或门，异或门的执行逻辑是当三个输入引脚的任何一个电平翻转时，输出引脚就产生一次电平翻转，之后输出通过数据选择器，到达输入捕获通道1。数据选择器如果选择上面一个，那输入捕获通道1的输入就是3个引脚的异或值；如果选择下面一个，那异或门就没有用，4个通道各用各的引脚。
设计这个异或门其实还是为三相无刷电机服务的，无刷电机有3个霍尔传感器检测转子的位置，可以根据转子的位置进行换相，有了这个异或门，就可以在前三个通道上接上无刷电机的霍尔传感器，然后这个定时器就作为无刷电机的接口定时器，去驱动换相电路工作。 -
输入滤波器和边沿检测器
然后信号到达输入滤波器和边沿检测器，输入滤波器可以对信号进行滤波，避免一些高频的毛刺信号误触发。
边沿检测器就和外部中断那里一样了，可以选择高电平触发或低电平触发，当出现指定的电平时，边沿检测电路就会触发后续电路执行动作。另外这里，它其实是设计了两套滤波和边沿检测电路。第一套电路，经过滤波和极性选择，得到TI1FP1，输入给通道1的后续电路；第二套电路，经过另一个滤波和极性选择，得到TI1FP2，输入给下面通道2的后续电路。同理，下面TI2信号进来，也经过两套滤波和极性选择，得到TI2FP1和TI2FP2，其中TI2FP1输入给上面，TI2FP2输入给下面。在这里两个信号进来，可以选择各走各的，也可以选择进行一个交叉，让CH2引脚输入给通道1，或者CH1引脚输入给通道2。这里进行交叉的原因，第一个目的是可以灵活切换后续捕获电路的输入；第二个也就是主要目的，就是可以把一个引脚的输入，同时映射到两个捕获单元，这也是PWMI模式的经典结构。第一个捕获通道使用上升沿触发，用来捕获周期，第二个通道使用下降沿触发，用来捕获占空比，两个通道同时对一个引脚进行捕获，就可以同时测量频率和占空比。
一个通道灵活切换两个引脚，和两个通道同时捕获一个引脚，这就是交叉一下的作用和目的。下面的通道3和通道4也是一样的结构。下面的TRC信号也可以作为捕获部分的输入，TRC是来源于其他定时器和CH1引脚的时钟选择（外部时钟模式1的部分输入选择），该设计也是为了无刷电机的驱动。 -
预分频器
输入信号经过滤波和极性选择后，就来到了预分频器。预分频器是每个通道各有一个，可以选择对前面的信号进行分频。 -
捕获/比较寄存器
分频之后的触发信号就可以触发捕获电路进行工作了，每来一个触发信号，CNT的值就会向CCR转运一次，转运的同时会发生一个捕获事件，这个事件会在状态寄存器置标志位，同时也可以产生中断，如果需要在捕获的瞬间，处理一些事情的话，就可以开启这个捕获中断。这就是整个电路的工作流程。
测周法：比如我们可以配置上升沿触发捕获，每来一个上升沿，CNT转运到CCR一次，又因为这个CNT计数器是由内部的标准时钟驱动的，所以CNT的数值，其实就可以用来记录两个上升沿之间的时间间隔，这个时间间隔就是周期，再取个倒数，就是测周法测量的频率了。
- 在频率测量图中的测周法的实现
就是：上升沿用于触发输入捕获，CNT用于计数计时，每来一个上升沿，取一下CNT的值，自动存在CCR里，CCR捕获到的值，就是计数值N，CNT的驱动时钟就是fc，fc/N就得到了待测信号的频率。每次捕获之后都要把CNT清0，这样下次上升沿再捕获的时候，取出的CNT才是两个上升沿的时间间隔，这个在一次捕获后自动将CNT清零的步骤，可以用主从触发模式自动来完成。
- 引脚进来先通过一个滤波器，滤波器的输入是TI1，就是CH1的引脚，输出的TI1F，是滤波后的信号；fDTS是滤波器的采样时钟来源；CCMR1寄存器里的ICF位可以控制滤波器的参数；
- 滤波器工作原理：以采样频率对输入信号进行采样，当连续N个值都为高电平，输出才为高电平，连续N个值都为低电平，输出才为低电平。如果信号出现抖动，导致连续采样N个值不全都一样，则输出不会变化，就可以达到滤波的效果。采样频率越低，采样个数N越大，滤波效果就越好。
- 滤波后的信号通过边沿检测器捕获上升沿或下降沿；用CCER寄存器里的CC1P位，可以选择极性，最终得到TI1FP1触发信号，通过数据选择器，进入通道1后续的捕获电路。CC1S位可以对数据选择器进行选择，ICPS位可以配置分频器，可以选择不分频、2分频、4分频、8分频；CC1E位，控制输出使能或失能。如果使能了输出，输入端产生指定边沿信号，经过层层电路，达到输出，就可以让CNT值，转运到CCR里，每捕获一次CNT的值，都要把CNT清零一下，以便于下一次的捕获。在这里硬件电路就可以在捕获之后自动完成CNT的清零工作。
- 如何自动清零CNT：TI1FP1信号和TI1的边沿信号都可以通向从模式控制器，从模式里有电路可以自动完成CNT的清零。
1.4 主从触发模式
主模式、从模式、触发源选择的简称
- 主模式：可以将定时器内部的信号，映射到TRGO引脚，用于触发别的外设。
- 从模式：接收其他外设或者自身外设的一些信号，用于控制自身定时器的运行，也就是被别的信号控制。
- 触发源选择：就是选择从模式的触发信号源的。选择指定的一个信号，得到TRGI。TRGI来触发从模式，从模式在列表中选择一项操作来自动执行。
使TI1FP1信号自动触发CNT清零：触发源选择TI1FP1，从模式选择执行Reset操作。这样TI1FP1的信号就可以自动触发从模式，从模式自动清零CNT。
1.5 输入捕获基本结构
该图只触发了一个通道，因此只能测量频率。
时基单元配置好，启动定时器，CNT在预分频之后的时钟驱动下，不断自增。CNT就是测周法用来计数计时的。经过预分频之后的时钟频率就是驱动CNT的标准频率fc，标准频率fc=72M/预分频系数。
输入捕获通道1的GPIO口，输入一个方波信号，经过滤波器和边沿检测，选择TI1FP1为上升沿触发，之后输入选择直连的通道，分频器选择不分频。当TI1FP1转为上升沿之后，CNT的当前计数值转运到CCR1里。同时触发源选择，选中TI1FP1为触发信号，从模式选择复位操作。这样TI1FP1的上升沿也会通过上面一路（触发源选择-从模式）去触发CNT清零。先转运CNT的值到CCR里，再触发从模式给CNT清零。或者是非阻塞的同时转移，CNT的值转移到CCR，同时0转移到CNT里。
- 左上角的图：
信号出现一个上升沿，CCR1=CNT，就是把CNT的值转运到CCR1里面去，这是输入捕获自动执行的；然后CNT=0，清零计数器，这是从模式自动执行的。然后在一个周期之内，CNT在标准时钟的驱动下，不断自增，并且由于之前清零过了，所以CNT就是从上升沿开始，从0开始计数，一直++，直到下一次上升沿来临，然后执行相同的操作，CCR1=CNT，CNT=0。第二次捕获的时候，CNT就是从第一个上升沿到第二个上升沿的计数值，这个计数值就自动放在CCR1中，然后下一个周期，继续同样的过程，CNT从0开始自增，直到下一个上升沿，这时CCR1刷新为第二个周期的计数值，然后不断重复这个过程。所以当这个电路工作时，CCR1的值始终保持为最新一个周期的计数值，这里的CCR1的值就是N，然后fc/N就是信号的频率。所以当我们想要读取信号的频率时，只需要读取CCR1得到N，再计算fc/N，就行了。当不需要读取的时候，整个电路全自动的测量，不需要占用任何软件资源。
注意事项：CNT的值是有上限的，ARR一般设置为最大65535，则CNT最大也只能计65535个数，如果信号频率太低，CNT计数值可能会溢出。还有就是从模式的触发源选择，只有TI1FP1和TI2FP2，没有TI3和TI4的信号，所以如果想使用从模式自动清零CNT，就只能用通道1和通道2，对于通道3和通道4就只能开启捕获中断，在中断里手动清零了。
1.6 PWMI基本结构
PWMI模式使用两个通道同时捕获一个引脚，可以同时测量周期和占空比。
TI1FP1配置上升沿触发，触发捕获和清零CNT，正常地捕获周期。
TI1FP2配置下降沿触发，通过交叉通道，去触发通道2的捕获单元。
左上角图：最开始上升沿，CCR1捕获，同时清零CNT，之后CNT一直++，然后在下降沿这个时刻，触发CCR2捕获，所以这时CCR2的值就是CNT从第一个上升沿到第一个下降沿的计数值，就是高电平期间的计数值，CCR2捕获，并不触发CNT清零，所以CNT继续++，直到下一次上升沿，CCR1捕获周期，CNT清零。
这样执行之后，CCR2是高电平期间的CNT值，CCR1是一整个周期的计数值。
占空比=CCR2/CCR1，这就是PWMI模式，使用两个通道来捕获频率和占空比的思路。可以两个通道同时捕获第一个引脚的输入，这样通道2的前面一部分就没有用到（滤波器、边沿检测和极性选择），也可以配置两个通道同时捕获第二个引脚的输入，这样就是使用TI2FP1和TI2FP2这两个引脚了。
2. 输入捕获库函数及代码
2.1 输入捕获库函数
// 单独写入PSC的函数
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);
// 用结构体配置输入捕获单元的函数，4个通道共用一个函数。
// 该函数是单一的配置一个通道
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
// PWMI模式，可以快速配置两个通道
void TIM_PWMIConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
// 给输入捕获结构体赋一个初始值
void TIM_ICStructInit(TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
// 选择输入触发源TRGI，从模式的触发源选择
void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
// 选择主模式输出的触发源TRGO
void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TRGOSource);
// 选择从模式
void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);
// 分别单独配置通道1、2、3、4的分频器
void TIM_SetIC1Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC2Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC3Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC4Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
// 分别读取4个通道的CCR，和TIM_SetCompare是对应的，读写的都是CCR寄存器
// 输出比较模式下,CCR是只写的，要用SetCompare写入，
// 输入捕获模式下，CCR是只读的，要用GetCapture读出，
uint16_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture2(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture3(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture4(TIM_TypeDef* TIMx);
2.2 6-6 输入捕获模式测频率
2.2.1 硬件连接
实现功能：测周法测频率。先用PWM模块，在PA0引脚输出一个频率和占空比可调的PWM波形。测量波形的输入口是PA6，PA0通过导线输入到PA6引脚，这样就能测量自己PWM模块产生波形的频率了。PA6是TIM3的通道1，通道1通过输入捕获模块，测量得到频率。在主循环里，通过不断修改PWM波形的PSC和CCR值来更改频率，并在OLED上输出频率值。
2.2.2 硬件运行结果
2.2.3 代码流程
-
配置PWM-------在PA0引脚输出一个频率和占空比可调的PWM波形
- RCC开启时钟，GPIO和TIM2时钟
- 配置GPIO，为复用推挽输出
- 配置时基单元，为TIM2时钟，内部时钟源。设置ARR = 100 - 1
- 配置输出比较单元
- 启动定时器--------以上是PWM初始化部分
- 调用TIM_SetCompare1函数设置CCR
- 调用TIM_PrescalerConfig函数设置PSC。
-
输入捕获单元IC-------PA6通过测量PWM波形的频率
- RCC开启时钟，把GPIO和TIM3的时钟打开。因为是PA6引脚所以是TIM3_CH1。
- GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式，一般选择上拉输入或浮空输入模式
- 配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行。PSC = 72 - 1；ARR = 65536 - 1，设置为最大。
- 配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、直连通道还是交叉通道、分频器等参数，用结构体实现
- 选择从模式的触发源，触发源选择为TI1FP1，调用一个库函数，给一个参数实现
- 选择触发之后执行的操作，执行Reset操作，调用库函数实现
- 以上都配置好之后，调用TIM_Cmd函数，开启定时器
当需要读取最新一个周期的频率时，直接读取CCR寄存器，按照fc/N计算
-
获取频率
- 由于PSC = 72 - 1；因此测周法的标准频率 fc = 72M / (PSC + 1) = 1MHz，N =CCR的值，通过TIM_GetCapture1函数获取。频率 fx = fc / N。
-
main
- 通过更改PWM波形的PSC和CCR的值，来不断测频率
- 若设PWM的PSC = 720 - 1, CCR = 50。由于ARR = 100 - 1，所以Freq = 72M / (PSC + 1)(ARR + 1) = 1000Hz， Duty = CCR / (ARR + 1) = 50%
- 测周法：fc=72M/(PSC+1)，Freq=fc / N = fc / CCR
2.2.4 代码
- PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
// 打开时钟、选择内部时钟、
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
// 初始化PA0引脚
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
/*
// 重映射
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);//将PA0换到PA15
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//解除调试端口的复用
*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;// 复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 初始化时基单元
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up ;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100-1; // ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720-1; // PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
// 初始化输出比较单元
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 给结构体设置一个初始值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 设置输出比较的模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 设置输出比较的极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 设置输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 设置CCR
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
// 启动定时器
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
// 改变通道1的占空比
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}
// 写入PSC，改变频率
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
TIM_PrescalerConfig(TIM2,Prescaler,TIM_PSCReloadMode_Immediate);
}
- IC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
// 输入捕获的代码
void IC_Init(void)
{
/*
1. RCC开启时钟，把GPIO和TIM的时钟打开
2. GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式，
一般选择上拉输入或浮空输入模式
3. 配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行
4. 配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、
直连通道还是交叉通道、分频器等参数，用结构体实现
5. 选择从模式的触发源，触发源选择为TI1FP1，
调用一个库函数，给一个参数实现
6. 选择触发之后执行的操作，执行Reset操作，调用库函数实现
7. 以上都配置好之后，调用TIM_Cmd函数，开启定时器
当需要读取最新一个周期的频率时，直接读取CCR寄存器，按照fc/N计算
*/
// 打开时钟、选择内部时钟
// 用TIM3_CH1，初始化PA6引脚
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;// 上拉输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 初始化时基单元
TIM_InternalClockConfig(TIM3);
// 该值决定了测周法的标准频率fc，72M/预分频，
// 就是计数器自增的频率，就是计数标准频率。在这里标准频率就是72M/72=1MHz，
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 = 72-1; // PSC，
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
// 初始化输入捕获单元
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;// 选择通道
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;// 选择滤波器
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;// 边沿检测极性，上升沿触发
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;// 分频器，不分频
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;// 选择触发信号从哪个引脚输入，可以选择直连通道，或是交叉通道
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
// 配置TRGI的触发源为TI1FP1
TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1);
// 配置从模式为Reset
TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);
// 调用TIM_Cmd函数，开启定时器
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}
// 想要查看频率，需要读取CCR进行计算，
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
// fc = 72M / (PSC + 1) = 1MHz
// fx = fc / N
// N 就是读取CCR的值
return 1000000 / TIM_GetCapture1(TIM3);
}
- main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void)
{
OLED_Init();
PWM_Init();
IC_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");
// PWM模块已经将待测信号输出到PA0，PA0又通过导线，输入到PA6，
// PA6是TIM3的通道1，通道1通过输入捕获模块，测量得到频率，在主循环里，不断刷新显示频率
PWM_SetPrescaler(720-1); // Freq = 72M / (PSC+1) / (ARR+1)
// ARR + 1 = 100,则Freq = 72M / (PSC+1) / 100
PWM_SetCompare1(50); // Duty = CCR / (ARR + 1) =CCR / 100
// 输出频率为1KHz,占空比=50%
while(1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5);
}
}
2.3 6-7PWMI模式测频率占空比
2.3.1 硬件连接
通过PWMI同时测频率和占空比
2.3.2 硬件运行结果
2.3.3 代码实现流程
-
配置PWM
- RCC开启时钟，GPIO和TIM2时钟
- 配置GPIO，为复用推挽输出
- 配置时基单元，为TIM2时钟，内部时钟源。设置ARR = 100 - 1
- 配置输出比较单元
- 启动定时器--------以上是PWM初始化部分
- 调用TIM_SetCompare1函数设置CCR
- 调用TIM_PrescalerConfig函数设置PSC
-
输入捕获单元IC
- RCC开启时钟，把GPIO和TIM3的时钟打开。因为是PA6引脚所以是TIM3_CH1。
- GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式，一般选择上拉输入或浮空输入模式
- 配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行。PSC = 72 - 1；ARR = 65536 - 1，设置为最大。
- 配置PWMI，包括滤波器、极性、直连通道还是交叉通道、分频器等参数，用结构体实现。选择上升沿触发，捕获CCR1，另一个通道自动配置为下降沿触发，捕获CCR2。
- 选择从模式的触发源，触发源选择为TI1FP1，调用一个库函数，给一个参数实现
- 选择触发之后执行的操作，执行Reset操作，调用库函数实现
- 以上都配置好之后，调用TIM_Cmd函数，开启定时器
当需要读取最新一个周期的频率时，直接读取CCR寄存器，按照fc/N计算
-
获取频率和占空比
- 由于PSC = 72 - 1，因此测周法的标准频率 fc = 72M / (PSC + 1) = 1MHz。N =CCR的值，通过TIM_GetCapture1函数获取。频率 fx = fc / N。
- 占空比=CCR2 / CCR1
-
main
- 更改PWM波形的PSC和CCR的值
- OLED显示频率和占空比，频率 fx = fc / N，占空比=CCR2 / CCR1。
2.3.4 代码
- PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*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 = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 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(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //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_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
/**
* 函 数：PWM设置PSC
* 参 数：Prescaler 要写入的PSC的值，范围：0~65535
* 返 回 值：无
* 注意事项：PSC和ARR共同决定频率，此函数仅设置PSC的值，并不直接是频率
* 频率Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate); //设置PSC的值
}
- IC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_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_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*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 = 72 - 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
/*PWMI模式初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
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_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_PWMIConfig，配置TIM3的输入捕获通道
//此函数同时会把另一个通道配置为相反的配置，实现PWMI模式
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的占空比
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的占空比
*/
uint32_t IC_GetDuty(void)
{
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //占空比Duty = CCR2 / CCR1 * 100，这里不执行+1的操作也可
}
- main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
OLED_ShowString(2, 1, "Duty:00%"); //2行1列显示字符串Duty:00%
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
OLED_ShowNum(2, 6, IC_GetDuty(), 2); //不断刷新显示输入捕获测得的占空比
}
}
3. 编码器接口
使用定时器的编码器接口，再配合编码器，就可以测量旋转速度和旋转方向了。编码器测速一般应用于电机控制的项目上，使用PWM驱动电机，再使用编码器测量电机的速度，再用PID算法进行闭环控制。
3.1 编码器接口简介
- 编码器接口可接收增量（正交）编码器的信号，根据编码器旋转产生的正交信号脉冲，自动控制CNT自增或自减，从而指示编码器的位置、旋转方向和旋转速度。
- 每个高级定时器和通用定时器都拥有1个编码器接口
- 两个输入引脚借用了输入捕获的通道1和通道2。
3.2 正交编码器
正交编码器一般可以测量位置，或带有方向的速度值。两个信号输出引脚，一个是A相，一个是B相。
转的越快，方波的频率越高，因此方波的频率代表了速度。
当正转时，A相提前B相90度；反转时，A相滞后B相90度。
正交信号精度高，可抗噪声。
编码器接口的设计逻辑：首先将A相和B相的所有边沿作为计数器的计数时钟，出现边沿信号时，就计数自增或自减。是自增还是自减呢，计数的方向由另一相的状态来确定。当出现某个边沿时，我们判断另一相的高低电平，如果对应另一相的状态出现在上面的表里（正转），那就是正转，计数自增；反之，另一相的状态出现在下面的表里，就是反转，计数自减。
3.3 编码器接口基本结构
- 编码器的输出部分就相当于从模式控制器，去控制CNT的计数时钟和计数方向。如果出现了边沿信号，并且对应另一相的状态为正转，则控制CNT自增，否则控制CNT自减。之前一直使用的72MHz内部时钟，和在时基单元初始化设置的计数方向，并不会使用，因为此时计数时钟和计数方向都处于编码器接口托管的状态，计数器的自增和自减受编码器控制。
- 编码器接口通过预分频器控制CNT计数器的时钟，同时编码器接口还根据编码器的旋转方向，控制CNT的计数方向，编码器正转时，CNT自增，编码器反转时，CNT自减。ARR也是有效的，一般会设置ARR为65535，最大量程。
- 这样利用补码的特性很容易得到负数，比如CNT初始为0，正转，CNT自增，0、1、2、3等等，反转，CNT自减，0下一个数就是65535，这里就需要做一个操作直接把这个16位的无符号数转换为16位的有符号数，根据补码的定义，这个65535对应-1，这样就可以得到负数。
3.4 工作模式
正转的状态都向上计数，反转的状态都向下计数。
TI1FP1和TI2FP2接的就是编码器的A、B相，在A相和B相的上升沿或下降沿触发计数，到底是向上计数还是向下计数取决于边沿信号发生的这个时刻，另一相的电平状态，也就是表里的相对信号的电平，TI1FP1对应TI2，TI2FP2对应TI1，就是另一相电平的意思。编码器还分为3种工作模式，分别仅在TI1计数、仅在TI2计数和TI1、TI2都计数。
A相上升沿、A相下降沿、B相上升沿、B相下降沿这四种状态都执行自增或自减，就是A相和B相的边沿都计数，那就对应第3种模式，TI1和TI2都计数。仅在一个边沿计数的模式（就是仅在A相上升沿、A相下降沿执行自增或自减，或者是仅在B相上升沿、B相下降沿执行自增或自减）就是对应第1种和第2种模式仅在TI1计数和仅在TI2计数。
3.5 实例（均不反相）
3.6 实例（TI1反相）
4. 编码器接口库函数及代码
4.1 编码器接口库函数
// 定时器编码器接口配置，参1：定时器，参2：编码器模式，参3：选择通道1和通道2的电平极性
void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode,
uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity);
4.2 6-8 编码器接口测速
4.2.1 硬件连接
实现功能：通过定时器的编码器接口，实现自动计次。编码器接口就是用来自动给编码器进行计次的电路，如果每隔一段时间取一下计次值，就能得到编码器旋转的速度了。OLED上显示速度Speed。向右慢速旋转，速度为正，计次比较小，快速旋转，计次比较大；向左旋转，速度为负，慢速旋转，计次比较小，快速旋转，计次比较大。
4.2.2 代码实现流程
- 定时器初始化
- RCC开启时钟，TIM2时钟
- 内部时钟72MHz。
- 时基单元初始化，ARR = 10000 - 1, PSC = 7200 - 1。得Freq = 72M / (PSC+1) / (ARR+1) = 1
- 中断输出配置，清除更新标志位，开启更新中断
- NVIC 中断分组和NVIC配置
- TIM使能
- 编码器初始化
- RCC开启时钟，开启GPIO和定时器TIM3的时钟
- 配置GPIO，把PA6和PA7配置成输入模式(PA6和PA7是TIM3的CH1和CH2)
- 配置时基单元，预分频器，选择不分频，自动重装，一般给最大65535，只需要CNT执行计数
- 配置输入捕获单元，包含滤波器、极性
- 配置编码器接口模式，采用库函数
- 调用TIM_Cmd，启动定时器
电路初始化完成后，CNT就会随着编码器旋转而自增自减
测编码器的位置，则直接读出CNT的值；
测编码器的速度和方向，则需要每隔一段固定的闸门时间，取出一次CNT，再把CNT清零，即测频法测量速度。
编码器接口会托管时钟，编码器接口就是一个带方向控制的外部时钟。初始化时基单元计数方向也是被编码器接口托管的。
- main
- OLED显示速度
- 在定时器TIM2中，ARR = 10000 - 1, PSC = 7200 - 1，所以频率 = 72M / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1，即定时1s，将此作为闸门时间T（闸门时间T = 1s）。在定时器定时1s的中断中对编码器的上升沿计次得N（CCR），则编码器的频率fx = N / 1=N，该频率即编码器的速度。
4.2.3 代码
- Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：定时中断初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Timer_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*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 = 10000 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 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(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*中断输出配置*/
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除定时器更新标志位
//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启TIM2的更新中断
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //选择配置NVIC的TIM2线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //指定NVIC线路的抢占优先级为2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
- Encoder.c
#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;
}
- main.c
#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
}
}
![[数据结构] 基于选择的排序 选择排序堆排序](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/03066a4b703f408e85d05db4021dd5f7.png)
