stm32cube编码器测速

### STM32Cube 编码器测速详解

#### 配置环境与硬件设置

对于STM32F401CCU6芯片而言，利用STM32CubeMX工具配置编码器接口涉及几个重要步骤。首先，在STM32CubeMX界面内选择合适的定时器（如TIM3），将其功能设定为增量编码器模式[^1]。

一旦选择了特定的定时器作为编码器输入处理单元，则需指定该定时器的工作参数，比如通道分配给A相和B相信号线连接到MCU引脚上；同时也要注意外部中断EXTI线路的选择以便于捕捉索引脉冲（如果存在的话）。这些操作均可以在STM32CubeMX图形化界面上完成配置[^3]。

#### 初始化代码生成

当上述硬件资源被正确配置之后，点击“Generate Code”按钮让STM32CubeMX自动生成初始化程序框架以及必要的驱动函数调用语句。此时项目文件夹里将会包含由HAL库提供的APIs用于控制所选外设的功能实现，例如`__HAL_TIM_ENABLE()` 和 `HAL_TIM_Encoder_Start_IT()`等方法可用于启动编码器工作并使能其中断服务例程(ISR)[^5]。

// 开启编码器中断
HAL_TIM_Encoder_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_ALL);

#### 数据采集与处理逻辑编写

为了能够有效地从编码器获取转动信息，通常会在ISR内部执行如下任务：

- **读取计数值**：通过访问定时器实例对象中的成员变量获得当前累积步数；

- **重置计数寄存器**：每次成功读取一次后立即将其清零以准备下一轮统计周期的到来；

- **计算角位移/转速**：基于单位时间内变化了多少个刻度来推算实际物理量的变化速率。

下面给出了一段简单的C语言片段展示如何具体实施以上过程。

int Read_Speed(void) {
    static uint32_t last_tick = 0;
    int speed_temp;

    // 获取当前时间戳
    uint32_t current_tick = HAL_GetTick();
    
    // 计算经过的时间差(ms)
    float elapsed_time_ms = (current_tick - last_tick);

    // 更新上次记录的时间戳
    last_tick = current_tick;

    // 转换为秒级单位
    float elapsed_time_s = elapsed_time_ms / 1000.0f;

    // 读取计数器值
    speed_temp = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);

    // 清除计数器
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);

    // 如果已知每圈产生的脉冲数量(Encoder_PCS)，则可进一步转换成转速(rpm)
    const float pulses_per_revolution = Encoder_PCS * 4; // 倍频后的总线数
    
    // rpm = (pulses / pulsePerRevolution) / time(s) * 60
    float revolutions_per_minute = ((float)speed_temp / pulses_per_revolution) / elapsed_time_s * 60;

    return (int)(revolutions_per_minute + 0.5f); // 加入四舍五入
}

此部分实现了基本的速度检测算法，并考虑到了时间间隔的影响从而提高了精度。值得注意的是，这里假设了编码器每旋转一圈会产生固定的脉冲数目(`Encoder_PCS`)，这取决于具体的机械结构设计。