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前言
这篇博文为作者实验经历写下的笔记，借鉴学习了多位博主的博文，并总结了互联网资料。本篇使用的是JGB37-520减速直流电机并结合USMART调试模块，上位机通信控制PWM输出，如有错误敬请大佬们斧正。
一、关于编码器的介绍
编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
按照原理可分为（常见的）
1，光电编码器（光学式），
2，触点电刷式
3，霍尔编码器（磁式）。
二、编码器的工作原理（正交式）
编码器能够将电机的机械几何位移转化为脉冲信号或数字量。本实验采用的编码器为增量式编码器，增量式编码器通常有两个输出信号，分别为A相和B相。电机带动霍尔码盘转动，在码盘的结构位上将电机在转动时会产生A、B两相的脉冲信号，且这两路脉冲信号的相位差为90度（即正交）配置定时器进行捕获计数，测得脉冲频率，再根据脉冲序列的频率确定电机的转速。同时，在此过程中，A,B相位触发的先后顺序可以确定转动的正反方向。
stm32F4定时器中部分定时器提供了编码器模式，可大大简化解析过程。
高级定时器TIM1和TIM8，通用定时器TIM2-TIM5支持定位用增量（正交）编码器和霍尔传感器电路。
三、编码器电机的配置
M1与M2为电机电源，通过TB6612FNG等电机驱动输出PWM信号，减速电机的转速。
M1与M2，高/低电平决定电机转动的方向（测试电机：直接向其接入12V以下电源，另一端接地，反之反转）
中间部分为编码盘部分与减速电机可区别开：
GND----接地 VCC----接电源3.3V
C1----霍尔编码器A相位 C2----霍尔编码器B相位
霍尔传感器编码器的测速模块，配有 11 线强磁码盘，A B 双相输出 共同利用下，通过计算可得出车轮转一圈时，脉冲数可达30*11*2=660个，单相也可以达到 330 个.（减速比为30：1）
关于编码器的工作模式：
模式1，即计数器仅在TI1的边沿处计数；
模式2，即计数器仅在TI2的边沿处计数；
模式3，即定时器在TI1、TI2双边沿处计数（具体请参考stm32f4系列中文参考手册）
四、代码配置部分
本篇使用的是JGB37-520减速直流电机并结合USMART调试模块，上位机通信控制PWM输出。
main.c主函数如下
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "Encoder.h" //编码器头文件
#include "pwm.h" //PWM配置头文件
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "usmart.h" //USMART调试组件头文件
unsigned int run;
void set(unsigned int i)//USMART组件注册函数配置
{
TIM_SetCompare1(TIM14,i);//上位机调节PWM值控制转速
run=i;
}
int main(void)
{
uint32_t encoder; //定义编码值
float pulse; //定义电机实际脉冲值
float speed;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
delay_init(168);
uart_init(115200);
usmart_dev.init(84); //调试组件初始化
LCD_Init();
LED_Init();
TIM14_PWM_Init(500-1,84-1); //电机PWM初始化
encoder_init();
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//配置转速电机方向TB6612FNG工作
//模式位
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_5);
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_7);
while(1)
{
TIM_SetCompare1(TIM14,run);
encoder = read_cnt();
pulse = encoder/2;
speed = encoder/2/6.3/11;
LCD_ShowString(10,100,50,16,16,"encoder:");
LCD_ShowNum(90,100,encoder,5,16);
LCD_ShowString(10,130,50,16,16,"pulse:");
LCD_ShowNum(90,130,pulse,5,16);
LCD_ShowString(10,160,50,16,16,"speed:");
LCD_ShowNum(90,160,speed,5,16);
printf("encoder:%d \t speed:%lf rps \t",encoder,speed);//上位机显示编码值与转速
delay_ms(500);//延迟500ms
LED1=!LED1; //LED1闪烁
}
}encoder.c文件如下：
#include "Encoder.h"
#include "sys.h"
void encoder_init(void)//定时器工作模式为编码器工作模式
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;//配置A、B相位
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化IO口
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_TIM3); //映射复用定时器
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_TIM3);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //脉冲值计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising ,TIM_ICPolarity_Rising); //A、B均为上升沿触发，为二倍频
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器TIM3
}
uint32_t read_cnt(void) //定时器计数值读取
{
uint32_t encoder_cnt;
encoder_cnt = TIM3->CNT;
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
return encoder_cnt;
}
可通过XCOM软件与STM32通信，向单片机发送数据，调试电机。
usmart.c调试组件配置（部分）如下：
//
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "pwm.h"
extern void set(unsigned int i);//注册PWM控制函数
struct _m_usmart_nametab usmart_nametab[]= //添加进调试库
{
(void*)set,"set(unsigned int i)",
};
///END///五、实验工程链接
霍尔编码器直流电机实验.rar-嵌入式文档类资源-CSDN下载
版权声明：本文为CSDN博主「岸淳熙」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_63741844/article/details/121446062
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前言
这篇博文为作者实验经历写下的笔记，借鉴学习了多位博主的博文，并总结了互联网资料。本篇使用的是JGB37-520减速直流电机并结合USMART调试模块，上位机通信控制PWM输出，如有错误敬请大佬们斧正。
一、关于编码器的介绍
编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
按照原理可分为（常见的）
1，光电编码器（光学式），
2，触点电刷式
3，霍尔编码器（磁式）。
二、编码器的工作原理（正交式）
编码器能够将电机的机械几何位移转化为脉冲信号或数字量。本实验采用的编码器为增量式编码器，增量式编码器通常有两个输出信号，分别为A相和B相。电机带动霍尔码盘转动，在码盘的结构位上将电机在转动时会产生A、B两相的脉冲信号，且这两路脉冲信号的相位差为90度（即正交）配置定时器进行捕获计数，测得脉冲频率，再根据脉冲序列的频率确定电机的转速。同时，在此过程中，A,B相位触发的先后顺序可以确定转动的正反方向。
stm32F4定时器中部分定时器提供了编码器模式，可大大简化解析过程。
高级定时器TIM1和TIM8，通用定时器TIM2-TIM5支持定位用增量（正交）编码器和霍尔传感器电路。
三、编码器电机的配置
M1与M2为电机电源，通过TB6612FNG等电机驱动输出PWM信号，减速电机的转速。
M1与M2，高/低电平决定电机转动的方向（测试电机：直接向其接入12V以下电源，另一端接地，反之反转）
中间部分为编码盘部分与减速电机可区别开：
GND----接地 VCC----接电源3.3V
C1----霍尔编码器A相位 C2----霍尔编码器B相位
霍尔传感器编码器的测速模块，配有 11 线强磁码盘，A B 双相输出 共同利用下，通过计算可得出车轮转一圈时，脉冲数可达30*11*2=660个，单相也可以达到 330 个.（减速比为30：1）
关于编码器的工作模式：
模式1，即计数器仅在TI1的边沿处计数；
模式2，即计数器仅在TI2的边沿处计数；
模式3，即定时器在TI1、TI2双边沿处计数（具体请参考stm32f4系列中文参考手册）
四、代码配置部分
本篇使用的是JGB37-520减速直流电机并结合USMART调试模块，上位机通信控制PWM输出。
main.c主函数如下
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "Encoder.h" //编码器头文件
#include "pwm.h" //PWM配置头文件
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "usmart.h" //USMART调试组件头文件
unsigned int run;
void set(unsigned int i)//USMART组件注册函数配置
{
TIM_SetCompare1(TIM14,i);//上位机调节PWM值控制转速
run=i;
}
int main(void)
{
uint32_t encoder; //定义编码值
float pulse; //定义电机实际脉冲值
float speed;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
delay_init(168);
uart_init(115200);
usmart_dev.init(84); //调试组件初始化
LCD_Init();
LED_Init();
TIM14_PWM_Init(500-1,84-1); //电机PWM初始化
encoder_init();
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//配置转速电机方向TB6612FNG工作
//模式位
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_5);
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_7);
while(1)
{
TIM_SetCompare1(TIM14,run);
encoder = read_cnt();
pulse = encoder/2;
speed = encoder/2/6.3/11;
LCD_ShowString(10,100,50,16,16,"encoder:");
LCD_ShowNum(90,100,encoder,5,16);
LCD_ShowString(10,130,50,16,16,"pulse:");
LCD_ShowNum(90,130,pulse,5,16);
LCD_ShowString(10,160,50,16,16,"speed:");
LCD_ShowNum(90,160,speed,5,16);
printf("encoder:%d \t speed:%lf rps \t",encoder,speed);//上位机显示编码值与转速
delay_ms(500);//延迟500ms
LED1=!LED1; //LED1闪烁
}
}encoder.c文件如下：
#include "Encoder.h"
#include "sys.h"
void encoder_init(void)//定时器工作模式为编码器工作模式
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;//配置A、B相位
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化IO口
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_TIM3); //映射复用定时器
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_TIM3);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //脉冲值计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising ,TIM_ICPolarity_Rising); //A、B均为上升沿触发，为二倍频
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器TIM3
}
uint32_t read_cnt(void) //定时器计数值读取
{
uint32_t encoder_cnt;
encoder_cnt = TIM3->CNT;
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
return encoder_cnt;
}
可通过XCOM软件与STM32通信，向单片机发送数据，调试电机。
usmart.c调试组件配置（部分）如下：
//
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "pwm.h"
extern void set(unsigned int i);//注册PWM控制函数
struct _m_usmart_nametab usmart_nametab[]= //添加进调试库
{
(void*)set,"set(unsigned int i)",
};
///END///五、实验工程链接
霍尔编码器直流电机实验.rar-嵌入式文档类资源-CSDN下载
版权声明：本文为CSDN博主「岸淳熙」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_63741844/article/details/121446062
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