编码器接口测速。

6.4 TIM 定时器 编码器接口。

编码器接口简介：

• Encoder Interface 编码器接口编码器接口。
• 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。

节约中断资源，
对于需要频繁执行，操作又比较简单的任务，可以设计一个电路模块，来自动完成。
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。
旋转的快，对应的速度就快；旋转的慢，对应的速度也就慢。

使用定时器的编码接口，再配合编码器，就可以测量旋转速度和旋转方向了。
一般应用在电机控制的项目上，使用PWM驱动电机，再使用编码器测量电机的速度，
再用PID算法就行闭环控制。

每隔一段时间取一次CNT的值，再把CNT清零，每次取出来的值就是编码器的速度。
编码器测速：实际上就是测频法 测正交脉冲的频率。
根据旋转方向，能自增计次，还能自减计次。

正交编码器

正交编码器 一般可以测量位置，或者带有方向的速度值。
它一般有两个信号输出引脚，一个A相，一个B相。

正转：A相提前 B相 90度。
反转：A相滞后 B相 90度。

正交信号精度更高，因为AB相都可以计次，计次频率增加了一倍；
正交信号可以抗噪声，2个信号必须是交替跳变的，

---

Encoder.h .c

#ifndef __ENCODER_H
#define __ENCODER_H
void Encoder_Init(void);
int16_t Encoder_Get(void);
#endif

//-------------------------
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
/**
  * 函    数：编码器初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Encoder_Init(void)
{
    /*1.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
    
    /*2.GPIO初始化*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //输入模式Pin_6 Pin_7
    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
    
    /*3.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
    
    /*4.输入捕获单元初始化*/
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;                          //定义结构体变量
    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);                         //4.1 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;                //4.2 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;                //4.3 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
    
    /*5.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
        
    /*6.TIM使能，启动定时器，控制CNT自增 自减*/
    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*/
    // 使用int16_t 接数据，反转时直接显示负数。
    // 借用补码的特性，快速完成负数转换的特性 小技巧。反向旋转，值会溢出成65535 对应的负数是-1.
    // 65534 对应的负数是-2.
    int16_t Temp; 
    Temp = TIM_GetCounter(TIM3); //读取CNT
    TIM_SetCounter(TIM3, 0); // CNT清零
    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)
    {   //正转显示正数；反转显示负数。测速度。
        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,每隔一段时间1s读取一次。不阻塞主线程
  * 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
    }
}