編碼器分類:
按工作原理:光電式、磁電式和觸點電刷式
按碼盤的刻孔方式:增量式和絕對式兩類
由于博主接觸面還不是很廣,一共就用過兩個種類的編碼器,都是屬于光電的
差分編碼器:一般由8根線連接 信號線分別為 A+ A- B+ B- Z+ Z- 以及VCC和GND
這里有一種不需要Z信號的,6線差分A+ A- B+ B- VCC 和GND
正交編碼器:一般是5根線連接,信號線分別為A B Z VCC和GND
編碼器線數(shù): 就是旋轉(zhuǎn)一圈你的A(B)會輸出多少個脈沖 ,這里的A B就是上面的輸出脈沖信號線,它們轉(zhuǎn)一圈發(fā)出的脈沖數(shù)一樣的,不過存在90°相位差 通常都是360線的 線數(shù)越高代表編碼器能夠反應(yīng)的位置精度越高
相位差為90° 通過判斷哪個信號在前 哪個信號在后 來決定TIM->COUNT是++ 還是 –
360線 AB一圈各為360個,Z信號為一圈一個
編碼器信號:
A 脈沖輸出
B 脈沖輸出
Z 零點信號 當(dāng)編碼器旋轉(zhuǎn)到零點時,Z信號會發(fā)出一個脈沖表示現(xiàn)在是零位置 這個零點位置是固定,廠商指定的
VCC 電源通常分為24V的和5V的
GND 地線
這里需要注意:
1.這里的正交編碼器是如果是24V的工作電壓還需要用光耦隔離,24V轉(zhuǎn)為3V3在接到STM32的定時器兩個通道上
2.脈沖輸出是OC門輸出,需要上拉電阻
3.Z信號接到STM32的外部中斷口上,很容易受到干擾 ,通常需要接一個電容到GND
這里給出一個24V轉(zhuǎn)3.3V的隔離電路,用到的是6N136光耦
硬件連接(這里使用的STM32F103ZET6的TIM4的CH1和CH2):
PB6–A
PB7–B
PA1–Z
代碼詳解:
TIM4初始化代碼如下:
#include"stm32f10x.h"#include"encode.h"#include"misc.h"#include"nvic.h"#include"sys.h"#include"delay.h"voidTIM4_Mode_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDefTIM_ICInitStructure;//PB6ch1A,PB7ch2RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//使能TIM4時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOA時鐘GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);//將GPIO_InitStruct中的參數(shù)按缺省值輸入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6"GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//PA6PA7浮空輸入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);NVIC_Config(2);TIM_DeInit(TIM4);TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=359*4;//設(shè)定計數(shù)器重裝值TIMx_ARR=359*4TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;//TIM3時鐘預(yù)分頻值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//設(shè)置時鐘分割T_dts=T_ck_intTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上計數(shù)TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseStructure);TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_BothEdge,TIM_ICPolarity_BothEdge);//使用編碼器模式3,上升下降都計數(shù)TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);//將結(jié)構(gòu)體中的內(nèi)容缺省輸入TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=6;//選擇輸入比較濾波器TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStructure);//將TIM_ICInitStructure中的指定參數(shù)初始化TIM3//TIM_ARRPreloadConfig(TIM4,ENABLE);//使能預(yù)裝載TIM_ClearFlag(TIM4,TIM_FLAG_Update);//清除TIM3的更新標(biāo)志位TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);//運行更新中斷//ResetcounterTIM4->CNT=0;//TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//啟動TIM4定時器}voidTIM4_Init(void){TIM4_Mode_Config();}
這里的NVIC_Config(2)是我個人寫的一種多種中斷配置的方法單獨放在nvic.c中需要了解的可以自己看看工程
這里通常要問的是兩點
1.TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 359*4
2.TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);//使用編碼器模式3,上升下降都計數(shù)
很多人不理解為要360線的編碼器為什么這里的重裝值乘以4 讀出來的為什么又要/4,其實這兩個要結(jié)合起來解釋
首先看看這個函數(shù)TIM_EncoderInterfaceConfig,它有4個參數(shù)
1.選擇哪個定時器 即TIM4
2.編碼器模式有三種 見下圖
3.TIM_IC1的極性
4.TIM_IC2的極性
這里設(shè)置的是編碼器模式3,且TI1和TI2都是雙邊沿觸發(fā)–即上下邊沿都計數(shù)
還有一個大家不是很懂的圖,我來分析一下
1.有效邊沿 其實就是對應(yīng)上面設(shè)置的編碼器的三種模式
2.相對信號的電平,這里沒有理解手冊意思,我把它理解為于它的高低電平意味著將PB6和PB7接口對換,PB7接A PB6接B 這樣一來就意味著原來的正轉(zhuǎn)變成反轉(zhuǎn) 計數(shù)上升變?yōu)橄陆?/p>
TIx 就相當(dāng)于輸入信號的 TIM4->CH1 TIM4->CH2
TIxF 濾波后信號
TIxFPx經(jīng)過帶極性選擇的邊緣檢測器過后的產(chǎn)生的信號
3.至于TI1FP1和TI2FP2信號在上身沿計數(shù)還是下降沿計數(shù)受兩點影響 極性(是否反向) 邊緣檢測(上升沿還是下降沿)
我們這里設(shè)置的是不反向 在雙邊沿計數(shù),即在A上升下降 B的上身下降都計數(shù)
而計數(shù)為什么是x4倍 ,下圖結(jié)合上面的配置詳細(xì)說明了
由此完成了編碼器的配置
至于讀取編碼器角度的時間,要根據(jù)實際需要來設(shè)置
編碼器線數(shù)為 w線/圈
轉(zhuǎn)速為 V 圈/min
讀取間隔時間 t(線間隔時間)
t <= 60/WV 單位為秒
還有Z信號歸零,在遇到Z信號的時候,將定時器的CNT=0,這樣就能保證位置與CNT實際對應(yīng)上了
中斷代碼如下
//外部中斷1,編碼器Z相歸零優(yōu)先級--①00voidEXTI1_IRQHandler(void){TIM4->CNT=0;//每次遇到相對零(Z信號)就將計數(shù)歸0TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);}//編碼器接口模式優(yōu)先級--211voidTIM4_IRQHandler(void){if(TIM4->SR&0x0001)//溢出中斷{;}TIM4->SR&=~(1<<0);//清除中斷標(biāo)志位}
最后附上工程代碼百度云盤跟CSDN下載地址:
百度云盤:http://pan.baidu.com/s/1bowhzDP
CSDN:http://download.csdn.net/detail/wang328452854/9417395