目錄：

• 一、測(cè)速原理
• 二、CubeMX配置編碼器模式
• 三、利用外部中斷采集脈沖

一、測(cè)速原理

通常情況下編碼器旋轉(zhuǎn)一周會(huì)輸出固定的脈沖數(shù)，即編碼器的分辨率，通過測(cè)量固定時(shí)間T內(nèi)編碼器輸出的脈沖數(shù)即可求得電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
假設(shè)編碼器的分辨率為P，T時(shí)間內(nèi)測(cè)得脈沖數(shù)m個(gè)，則單倍頻（編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈輸出的脈沖數(shù)與分辨率相同）情況下電機(jī)轉(zhuǎn)速為：

（其中m/p為編碼器轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，再除以時(shí)間即為轉(zhuǎn)速）
編碼器AB相輸出兩列相位差為90°的方波，當(dāng)A相超前于B相90°時(shí)為正轉(zhuǎn)，相反，B相超前于A相90°時(shí)為反轉(zhuǎn)

為了提高采樣精度，利用軟件實(shí)現(xiàn)四倍頻，即將編碼器的分辨率提高4倍。原理圖如上，一個(gè)小周期內(nèi)AB兩相分別各有一個(gè)上升沿和下降沿，只需要在AB兩相的每個(gè)上升沿、下降沿進(jìn)行采集，這樣就實(shí)現(xiàn)了四倍頻技術(shù)，即如果編碼器分辨率為p，則現(xiàn)在編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就可以采集到4p個(gè)脈沖

二、CubeMX配置編碼器模式

stm32的部分定時(shí)器有編碼器模式，可以直接利用該功能采集編碼器脈沖數(shù)

先配置串口，方便后期打印采集的數(shù)據(jù)

我這里采用定時(shí)器4做測(cè)速，選擇編碼器模式，Encoder Mode選擇Encoder Mode T1 and T2，這個(gè)模式下將在AB相的上升沿和下降沿進(jìn)行脈沖技術(shù)，即四倍頻

配置一定時(shí)器用于定時(shí)讀取和清空脈沖數(shù)，此處設(shè)置每500ms讀取一次

打開定時(shí)器全局中斷

配置時(shí)鐘

打開創(chuàng)建好的工程，在主函數(shù)中啟動(dòng)編碼器脈沖采集和定時(shí)器中斷


重定向

定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)中讀取采集到的脈沖數(shù)，TIM2的計(jì)數(shù)值為0-65535，采用short int類型對(duì)其強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，若TIM2計(jì)數(shù)器值為0 ~ 32767，則強(qiáng)制轉(zhuǎn)化后的值仍為0 ~ 32767，電機(jī)正轉(zhuǎn)；
若TIM2計(jì)數(shù)器值為32768 ~ 65535，則強(qiáng)制轉(zhuǎn)化后的值仍為-32768 ~ -1，電機(jī)反轉(zhuǎn);使用一階濾波減小誤差，每次采集的脈沖數(shù)保存至new_capturenumber，編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈輸出4096個(gè)脈沖，則new_capturenumber/4096為編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，最后除以采集時(shí)間500ms就得到了電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/s）

三、利用外部中斷采集脈沖

有些單片機(jī)沒有編碼器功能，如esp32，我們可以利用外部中斷對(duì)編碼器輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)

設(shè)置PE11 PE14的外部中斷，上升沿、下降沿均觸發(fā)

打開全局中斷

配置一定時(shí)器每500ms讀取一次脈沖值

打開定時(shí)器全局中斷

編碼器正反轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖波形如上圖所示，我們可以先定義pulse_num來對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)
當(dāng)A相下降沿時(shí)，若B相為低電平則為反轉(zhuǎn)，pulse_num減一，若B相為高電平則為正轉(zhuǎn)，pulse_num加一
當(dāng)A相上升沿時(shí)，若B相為低電平則為正轉(zhuǎn)，pulse_num加一，若B相為高電平則為反轉(zhuǎn)，pulse_num減一
當(dāng)B相下降沿時(shí)，若A相為低電平則為正轉(zhuǎn)，pulse_num加一，若A相為高電平則為反轉(zhuǎn)，pulse_num減一
當(dāng)B相上升沿時(shí)，若A相為低電平則為反轉(zhuǎn)，pulse_num減一，若A相為高電平則為正轉(zhuǎn)，pulse_num加一
即：

/* USER CODE BEGIN 2 */ int pulse_num=0; /* USER CODE BEGIN 2 */ void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){ //PE11 - A相發(fā)生中斷if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_11){//A相下降沿if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,A_phase_Pin)==0){if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,B_phase_Pin)==0)pulse_num--;elsepulse_num++;}//A相上升沿else{if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,B_phase_Pin)==0)pulse_num++;elsepulse_num--;} }//PE14 - B相發(fā)生中斷 else if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_14){//B相下降沿if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,B_phase_Pin)==0){if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,A_phase_Pin)==0)pulse_num++;elsepulse_num--;}//B相上升沿else{if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,A_phase_Pin)==0)pulse_num--;elsepulse_num++;}} }

最后在定時(shí)器中斷函數(shù)中對(duì)采集到的脈沖個(gè)數(shù)處理，注意需要手動(dòng)清空pulse_num

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的编码器测速原理与实现的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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