STM32实现编码器M法测速接线

接线

编码器电机、电机驱动（这里用的L298n）、STM32、电源（可以是12V电池）的接线如下

3.3 代码编写

encoder.h中的内容

#ifndef _ENCODER_H_
#define _ENCODER_H_


#include "stm32f1xx.h"


//电机1的编码器输入引脚
#define MOTO1_ENCODER1_PORT GPIOA
#define MOTO1_ENCODER1_PIN  GPIO_PIN_0
#define MOTO1_ENCODER2_PORT GPIOA
#define MOTO1_ENCODER2_PIN  GPIO_PIN_1


//定时器号
#define ENCODER_TIM htim2
#define PWM_TIM     htim3
#define GAP_TIM     htim4


#define MOTOR_SPEED_RERATIO 45u    //电机减速比
#define PULSE_PRE_ROUND 11 //一圈多少个脉冲
#define RADIUS_OF_TYRE 34 //轮胎半径，单位毫米
#define LINE_SPEED_C RADIUS_OF_TYRE * 2 * 3.14
#define RELOADVALUE __HAL_TIM_GetAutoreload(&ENCODER_TIM)    //获取自动装载值,本例中为20000
#define COUNTERNUM __HAL_TIM_GetCounter(&ENCODER_TIM)        //获取编码器定时器中的计数值


typedef struct _Motor
{
    int32_t lastCount;   //上一次计数值
    int32_t totalCount;  //总计数值
    int16_t overflowNum; //溢出次数
    float speed;         //电机转速
    uint8_t direct;      //旋转方向
}Motor;


#endif

encoder.c中的内容

#include "encoder.h"


Motor motor1;


void Motor_Init(void)
{
    HAL_TIM_Encoder_Start(&ENCODER_TIM, TIM_CHANNEL_ALL);      //开启编码器定时器
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&ENCODER_TIM,TIM_IT_UPDATE);           //开启编码器定时器更新中断,防溢出处理
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&GAP_TIM);                       //开启100ms定时器中断
    HAL_TIM_PWM_Start(&PWM_TIM, TIM_CHANNEL_2);            //开启PWM
    HAL_TIM_PWM_Start(&PWM_TIM, TIM_CHANNEL_1);            //开启PWM
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&ENCODER_TIM, 10000);                //编码器定时器初始值设定为10000
    motor1.lastCount = 0;                                   //结构体内容初始化
    motor1.totalCount = 0;
    motor1.overflowNum = 0;                                  
    motor1.speed = 0;
    motor1.direct = 0;
}


void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定时器回调函数，用于计算速度
{
    if(htim- >Instance==ENCODER_TIM.Instance)//编码器输入定时器溢出中断，用于防溢出                   
    {      
        if(COUNTERNUM < 10000) motor1.overflowNum++;       //如果是向上溢出
        else if(COUNTERNUM >= 10000) motor1.overflowNum--; //如果是向下溢出
        __HAL_TIM_SetCounter(&ENCODER_TIM, 10000);             //重新设定初始值
    }
    else if(htim- >Instance==GAP_TIM.Instance)//间隔定时器中断，是时候计算速度了
    {
        motor1.direct = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&ENCODER_TIM);//如果向上计数（正转），返回值为0，否则返回值为1
        motor1.totalCount = COUNTERNUM + motor1.overflowNum * RELOADVALUE;//一个周期内的总计数值等于目前计数值加上溢出的计数值
        motor1.speed = (float)(motor1.totalCount - motor1.totalCount) / (4 * MOTOR_SPEED_RERATIO * PULSE_PRE_ROUND) * 10;//算得每秒多少转
        //motor1.speed = (float)(motor1.totalCount - motor1.totalCount) / (4 * MOTOR_SPEED_RERATIO * PULSE_PRE_ROUND) * 10 * LINE_SPEED_C//算得车轮线速度每秒多少毫米
        motor1.lastCount = motor1.totalCount; //记录这一次的计数值
    }
}

使用时需要在main.c的循环之前调用Motor_Init函数进行初始化。

如果发现无法进入编码器中断导致totalCount经常溢出归零，可以尝试换一种防溢出的方法，代码如下

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定时器回调函数，用于计算速度
{  
    if(htim- >Instance==GAP_TIM.Instance)//间隔定时器中断，是时候计算速度了
    {
        motor1.direct = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&ENCODER_TIM);//如果向上计数（正转），返回值为0，否则返回值为1
        motor1.totalCount = COUNTERNUM_1 + motor1.overflowNum * RELOADVALUE_1;//一个周期内的总计数值等于目前计数值加上溢出的计数值
        
        if(motor1.lastCount - motor1.totalCount > 19000) // 在计数值溢出时进行防溢出处理
        {
            motor1.overflowNum++;
            motor1.totalCount = COUNTERNUM_1 + motor1.overflowNum * RELOADVALUE_1;//一个周期内的总计数值等于目前计数值加上溢出的计数值
        }
        else if(motor1.totalCount - motor1.lastCount > 19000) // 在计数值溢出时进行防溢出处理
        {
            motor1.overflowNum--;
            motor1.totalCount = COUNTERNUM_1 + motor1.overflowNum * RELOADVALUE_1;//一个周期内的总计数值等于目前计数值加上溢出的计数值
        }
        
        motor1.speed = (float)(motor1.totalCount - motor1.lastCount) / (4 * MOTOR_SPEED_RERATIO * PULSE_PRE_ROUND) * 3000;//算得每秒多少转,除以4是因为4倍频
        motor1.lastCount = motor1.totalCount; //记录这一次的计数值
}