直流电机开发笔记2—正交编码器测速(基于STM32)

1.正交编码器的原理

通常，光电式编码器的输出信号有A信号和B信号，部分还会有Z信号，也叫做零点信号，本平台使用的电机只有A/B信号，当电机旋转时，A/B两路信号输出正交脉冲信号，这是测量电机速度的依据，之所以称为正交，是A相信号和B相信号的相位差为90度，如下图所示。
电机正向旋转时，A相信号超前B相90度；在反向旋转时，B相信号超前A相90度。衡量编码器测量精度的参数为编码器线数，例如一个2500线编码器，即表示电机旋转一周，A相及B相会分别产生2500个脉冲信号。通常，编码器计数时会采用四倍频方式，即在A相上升沿，A相下降沿，B相上升沿，B相下降沿都进行计数，所以一个脉冲周期实际计数4次，2500线的编码器旋转一周可以计10000个数，精度为0.036度。

2. STM32的正交编码器接口

大部分的中高端单片机都带有正交编码器接口，将A/B相信号接入单片机编码器接口，即可以对脉冲进行计数，我们定时(例如1ms)读取脉冲个数，就可以计算出电机速度，例如1ms读到100个脉冲，以2500线编码器为例，采用了四倍步计数的情况下，电机速度计算为：100x1000x60/10000=600rpm。STM32编码器计数原理如下图，它会根据电机的旋转方向向上或向下计数，有关STM32编码器模式请查看STM32数据手册，有详细解说。

3.基于HAL库的STM32编码器接口

让我们打开CUBEMX，一起来感受一下图形化编缉程序的高效之处，打开CUBEMX后，点击File—>New Project，如下图所示

在Part Number中填写使用的芯片，这里以STM32F103C8为例，双击芯片，如下图所示。

配置晶体时钟选择外部晶振及时钟，并在选择串行SWD程序下载接口，如下图所示



STM32的大部分定时器都带有正交编码器接口，我们这里选择TIM3，引脚对应STM32的PA6和PA7，改动红框中的参数，其他参数保持不变，如下图所示。

选择工程配置参数，如下图所示

选择代码参数并点击生成代码，如下图所示。

点击OPEN PROJECT打开工程 ，如下图

4.添加代码，实现速度测量

接下来的代码里我会添加一些中文注释，以便不了解HAL库的同学能够快速知道CubeMx是如何调用HAL库的，以及CubeMx调用HAL库帮我们做了什么。
首先，新建encoder.c/.h文件，并添加图中所示代码

然后分别在main.c文件以及中断函数文件stm32f1xx_it.c中添加以下代码，ps:别忘了包含头文件encoder.h

5.速度测量实验

采用硬件仿真的方式，用手转动电机，测得速度如图所示，实验成功，如果发现抖动较大，可以对速度进行滤波，采用滑动平均滤波或一阶低通滤波算法均可。

最后

以上就是风趣百合为你收集整理的直流电机开发笔记2—正交编码器测速(基于STM32)的全部内容，希望文章能够帮你解决直流电机开发笔记2—正交编码器测速(基于STM32)所遇到的程序开发问题。

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