初学STM32之编码器测速以及测频法的实现
资料来着江协科技
这篇是编码器测速，江科大的源码在测速的时候，定时器TIM2是一直在跑的，不受其它控的，它就一直隔1S读一次CNT的值。它也不管是否有输入信号。源码程序修改一下是可以实现对PWM信号以测频法的方式读取。
笔者稍微改了一下这源码程序，让TIM3有信号输入时，TIM2才开始工作计数。源码在读连续信号的时候还是好用的，在读离散信号的时候可能就不怎么好用了。
比如我希望在某个IO口检测到一段1KHZ的频率的方波（或几次计数），方波的持续时间达到300ms，就开启某个功能，源码这个方案就不太好用，因此稍微修改了下程序。让其也满足这个条件
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"
#include "LED.h"int16_t Num; //定义在定时器中断里自增的变量
uint16_t i = 0; //中断次数指示，TIM2是1S中断int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化Timer_Init(); //定时中断初始化Encoder_Init();// LED_Init();/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "CNT:"); //1行1列显示字符串Num:while (1){if(Num != 0)OLED_ShowSignedNum(1, 5, Num, 5); //不断刷新显示Num变量}
}/*** 函 数：TIM2中断函数* 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{Num = TIM3_GetNumber(); //TIM3的CNT值赋值给Num，该值在1s中断中 TIM_SetCounter( TIM3, 0); //TIM3的CNT清零 TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭TIM2定时器TIM_SetCounter( TIM2, 0); //TIM2 CNT计数清0 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE); //使能TM3捕获中断 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位}
}
Encoder.c
#include "stm32f10x.h" // Device headervoid Encoder_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //开启TIM3外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //开启GPIOA外设时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; //GPIO功能设置GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStruct);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct; //时基单元设置TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ;//该处设置对于目前的程序信号好像不起作用，最起码结果上不起作用因此默认为不分频TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up ;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65536-1 ; //ARRTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 1-1 ; //Psc,设置为不分频即1个触发信号触发一次TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct);TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct; //信号输入捕获设置，设置了两个通道TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1 ;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x0F ;TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_2 ;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x0F ;TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, //编码器设置TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE); //TM3捕获1中断使能// 配置TIM3中断NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //响应优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd( TIM3, ENABLE); //时钟使能}uint16_t TIM3_GetNumber(void)
{return TIM_GetCounter(TIM3);}void TIM3_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET){ TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 使能TIM2定时器 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1); // 清除中断标志TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, DISABLE);//TIM3关闭捕获中断}
}
修改后的代码功能：
TIM3通道1检测到输入捕获的时候会进入中断使能定时器2，定时器2开始计时，当定时器2溢出时进入定时器2的中断读取TIM3 CNT里的值并且清0，（显然如果TIM3的输入信号频率过快的话会产生一点延时）并关闭定时器2，使能定时器3捕获中断，退出TIM2中断如果编码器还在转动又会马上进入TIM3捕获中断开启定时器2，让其再开启定时功能。
以此为基础重写了之前的测频法程序。
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "ICfeq.h"uint16_t Num; //定义在定时器中断里自增的变量
uint16_t i = 0; //中断次数指示，TIM2是1S中断int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化Timer_Init(); //定时中断初始化IC_Init();/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "CNT:"); //1行1列显示字符串Num:while (1){if(Num != 0)OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5); //不断刷新显示Num变量}
}/*** 函 数：TIM2中断函数* 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{//Delay_ms( 10);Num = TIM3_GetNumber(); //TIM3的CNT值赋值给Num，该值在1s中断中 // Delay_ms( 100);TIM_SetCounter( TIM3, 0); //TIM3的CNT清零 TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭TIM2定时器TIM_SetCounter( TIM2, 0); //TIM2 CNT计数清0 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE); //使能TM3捕获中断 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位}
}
ICfeq.c
#include "stm32f10x.h" // Device headervoid IC_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //开启TIM3外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //开启GPIOA外设时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; //GPIO功能设置GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 ;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStruct);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct; //时基单元设置TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ;//该处设置对于目前的程序信号好像不起作用，最起码结果上不起作用因此默认为不分频TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up ;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65536-1 ; //ARRTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 1-1 ; //Psc,设置为不分频即1个触发信号触发一次TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct);TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct; //信号输入捕获设置TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1 ;TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising ;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x0F ;TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);
// TIM_SelectInputTrigger( TIM3, TIM_TS_TI1FP1);TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_External1);TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE); //TM3捕获1中断使能// 配置TIM3中断NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //响应优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd( TIM3, ENABLE); //时钟使能}uint16_t TIM3_GetNumber(void)
{return TIM_GetCounter(TIM3);}void TIM3_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET){ TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 使能TIM2定时器 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1); // 清除中断标志TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, DISABLE);//TIM3关闭捕获中断}
}
程序的其它组件部分参考江科大的文件，TIM2的定时是1S，输入信号是1KHZ的PWM，输入端口是PA6，现在的程序与笔者之前的测频法比较。现在的程序更合理点，如果在主函数中断赋值语句前插入延时语句
Delay_ms( 10);Num = TIM3_GetNumber(); //TIM3的CNT，那么最终得到的CNT值是会变大，前一个测频法程序是不会的，前一个测频法只能测试连续输入PWM。如果信号比较离散的话，它测试结果会变的不准确。
分享一下学习过程中发生的错误，之前这个代码一直有个BUG，编码器旋钮你随便转的话可能会导致程序死机卡死。后面想了不少时间，找的问题是中断优先级照成的。
TIM3的中断控制着TIM2的中断，并且进入中断会使自身中断关闭。TIM2中断会关闭自身的定时器并使能TIM3中断，如过有中断嵌套的话，位置不对就会死机。笔者之前的中断优先级设置的不合理，就出现死机了。