stm32平衡小车编码器测速

### STM32 平衡小车 编码器 测速 实现方法

在STM32单片机上实现平衡小车的编码器测速主要依赖于定时器的功能来捕捉编码器脉冲信号并计算速度。对于平衡小车而言，通常会安装两个轮子上的增量式旋转编码器，以便分别监测左右电机的速度。

#### 定时器配置
为了获取编码器反馈的信息，在硬件连接完成后需初始化外设资源——即设置特定的通用输入/输出端口(GPIO)，以及使能相应通道的外部中断功能；更重要的是要正确配置定时器工作于编码器接口模式下[^1]：

// 配置 TIM2 作为编码器计数器
void Encoder_Init(void){
    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); // 开启TIM2时钟
    
    TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig;
    sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI1; // 使用 TI1 进行四倍频
    sConfig.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; // IC1 上升沿触发
    sConfig.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; // IC1 映射到 TI1
    sConfig.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不分频
    sConfig.IC1Filter = 0x0A; // 滤波系数为10
    
    htim2.Instance = TIM2;
    HAL_TIM_Encoder_DeInit(&htim2);
    if (HAL_TIM_Encoder_Init(&htim2, &sConfig) != HAL_OK){
        Error_Handler();
    }
}

此部分代码展示了如何利用`TIM2`定时器配合编码器完成位置检测的任务。这里选择了`TIM_ENCODERMODE_TI1`表示仅使用第一个通道（通常是A相），而实际应用中可能还需要考虑B相信号以获得更精确的方向判断[^2]。

#### 中断服务程序设计
当设定好上述参数之后，则可以在另一个独立运行的定时器产生的周期性事件里处理数据采集逻辑，比如每隔一定毫秒读一次当前累计脉冲数量，并据此推算瞬时角位移变化率从而得出线速度值:

uint32_t last_count = 0;

void Speed_Calculation(void){
    uint32_t current_count = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2); // 获取最新计数值
    int32_t delta_count = (int32_t)(current_count - last_count);

    float angular_velocity = ((float)delta_count / ENCODER_PPR) * TWO_PI; // 转换成弧度制下的角速度
    float linear_speed = WHEEL_RADIUS * angular_velocity; // 计算线速度

    last_count = current_count;
    
    printf("Current speed: %.2f m/s\n",linear_speed);
}

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
    if(htim->Instance==TIM3){ // 假定由TIM3负责触发采样动作
        Speed_Calculation();
    }
}

以上片段说明了怎样基于前一时刻与本时刻之间累积步进量之差求得单位时间内发生的转动角度进而转换成直线运动速率的方法。值得注意的是这里的`TWO_PI`,`ENCODER_PPR`(每转脉冲数), 和 `WHEEL_RADIUS`均应依据具体设备规格予以适当调整。