接線

編碼器電機、電機驅動（這里用的L298n）、STM32、電源（可以是12V電池）的接線如下

3.3 代碼編寫

encoder.h中的內容

#ifndef _ENCODER_H_
#define _ENCODER_H_


#include "stm32f1xx.h"


//電機1的編碼器輸入引腳
#define MOTO1_ENCODER1_PORT GPIOA
#define MOTO1_ENCODER1_PIN  GPIO_PIN_0
#define MOTO1_ENCODER2_PORT GPIOA
#define MOTO1_ENCODER2_PIN  GPIO_PIN_1


//定時器號
#define ENCODER_TIM htim2
#define PWM_TIM     htim3
#define GAP_TIM     htim4


#define MOTOR_SPEED_RERATIO 45u    //電機減速比
#define PULSE_PRE_ROUND 11 //一圈多少個脈沖
#define RADIUS_OF_TYRE 34 //輪胎半徑，單位毫米
#define LINE_SPEED_C RADIUS_OF_TYRE * 2 * 3.14
#define RELOADVALUE __HAL_TIM_GetAutoreload(&ENCODER_TIM)    //獲取自動裝載值,本例中為20000
#define COUNTERNUM __HAL_TIM_GetCounter(&ENCODER_TIM)        //獲取編碼器定時器中的計數值


typedef struct _Motor
{
    int32_t lastCount;   //上一次計數值
    int32_t totalCount;  //總計數值
    int16_t overflowNum; //溢出次數
    float speed;         //電機轉速
    uint8_t direct;      //旋轉方向
}Motor;


#endif

encoder.c中的內容

#include "encoder.h"


Motor motor1;


void Motor_Init(void)
{
    HAL_TIM_Encoder_Start(&ENCODER_TIM, TIM_CHANNEL_ALL);      //開啟編碼器定時器
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&ENCODER_TIM,TIM_IT_UPDATE);           //開啟編碼器定時器更新中斷,防溢出處理
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&GAP_TIM);                       //開啟100ms定時器中斷
    HAL_TIM_PWM_Start(&PWM_TIM, TIM_CHANNEL_2);            //開啟PWM
    HAL_TIM_PWM_Start(&PWM_TIM, TIM_CHANNEL_1);            //開啟PWM
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&ENCODER_TIM, 10000);                //編碼器定時器初始值設定為10000
    motor1.lastCount = 0;                                   //結構體內容初始化
    motor1.totalCount = 0;
    motor1.overflowNum = 0;                                  
    motor1.speed = 0;
    motor1.direct = 0;
}


void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定時器回調函數，用于計算速度
{
    if(htim- >Instance==ENCODER_TIM.Instance)//編碼器輸入定時器溢出中斷，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);             //重新設定初始值
    }
    else if(htim- >Instance==GAP_TIM.Instance)//間隔定時器中斷，是時候計算速度了
    {
        motor1.direct = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&ENCODER_TIM);//如果向上計數（正轉），返回值為0，否則返回值為1
        motor1.totalCount = COUNTERNUM + motor1.overflowNum * RELOADVALUE;//一個周期內的總計數值等于目前計數值加上溢出的計數值
        motor1.speed = (float)(motor1.totalCount - motor1.totalCount) / (4 * MOTOR_SPEED_RERATIO * PULSE_PRE_ROUND) * 10;//算得每秒多少轉
        //motor1.speed = (float)(motor1.totalCount - motor1.totalCount) / (4 * MOTOR_SPEED_RERATIO * PULSE_PRE_ROUND) * 10 * LINE_SPEED_C//算得車輪線速度每秒多少毫米
        motor1.lastCount = motor1.totalCount; //記錄這一次的計數值
    }
}

使用時需要在main.c的循環之前調用Motor_Init函數進行初始化。

如果發現無法進入編碼器中斷導致totalCount經常溢出歸零，可以嘗試換一種防溢出的方法，代碼如下

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定時器回調函數，用于計算速度
{  
    if(htim- >Instance==GAP_TIM.Instance)//間隔定時器中斷，是時候計算速度了
    {
        motor1.direct = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&ENCODER_TIM);//如果向上計數（正轉），返回值為0，否則返回值為1
        motor1.totalCount = COUNTERNUM_1 + motor1.overflowNum * RELOADVALUE_1;//一個周期內的總計數值等于目前計數值加上溢出的計數值
        
        if(motor1.lastCount - motor1.totalCount > 19000) // 在計數值溢出時進行防溢出處理
        {
            motor1.overflowNum++;
            motor1.totalCount = COUNTERNUM_1 + motor1.overflowNum * RELOADVALUE_1;//一個周期內的總計數值等于目前計數值加上溢出的計數值
        }
        else if(motor1.totalCount - motor1.lastCount > 19000) // 在計數值溢出時進行防溢出處理
        {
            motor1.overflowNum--;
            motor1.totalCount = COUNTERNUM_1 + motor1.overflowNum * RELOADVALUE_1;//一個周期內的總計數值等于目前計數值加上溢出的計數值
        }
        
        motor1.speed = (float)(motor1.totalCount - motor1.lastCount) / (4 * MOTOR_SPEED_RERATIO * PULSE_PRE_ROUND) * 3000;//算得每秒多少轉,除以4是因為4倍頻
        motor1.lastCount = motor1.totalCount; //記錄這一次的計數值
}