stm32正交编码器 hal库

正交编码器（Quadrature Encoder）是一种常用的位置传感器，用于测量旋转或线性运动的位移和方向。它由两个光电传感器和一个光栅盘组成，光栅盘被分隔为等距的刻线。

STM32是一款非常流行的单片机系列，提供了HAL库（Hardware Abstraction Layer），简化了对硬件的访问和操作。

在使用STM32 HAL库进行正交编码器相关的编程时，可以按照以下步骤进行：

1. 初始化正交编码器的GPIO：设置编码器的引脚作为输入，注意使能引脚也需要设置为输入。

2. 配置编码器的外部中断（External Interrupt）：通过HAL库的函数调用来配置外部中断，使得在编码器的每个脉冲之前和之后都触发中断。

3. 在中断服务函数（Interrupt Service Routine）中对编码器信号进行处理：编码器每次脉冲时，中断服务函数被调用。可以通过测量脉冲的方向和数量来计算运动的位移。

4. 使用计时器（Timer）进行速度测量：HAL库提供了内置的计时器功能，可以用于测量编码器的转速。通过计时器的输入捕获（Input Capture）功能，可以精确地测量两个脉冲的时间间隔，从而计算出转速。

5. 根据需求进行功能扩展：根据具体应用的需求，可以使用HAL库的其他功能，如PWM输出控制电机速度、外设和通信接口的配置等。

通过使用STM32 HAL库，我们可以方便地实现对正交编码器的读取、位置计算和速度测量等功能，大大简化了硬件的驱动和编程工作。

相关问题

stm32编码器HAL

### STM32 HAL库编码器接口编程

#### 使用STM32 HAL库实现编码器接口编程的关键要素

对于基于STM32微控制器并利用其HAL库来处理来自旋转编码器输入的应用场景而言，初始化配置以及中断服务函数的设计至关重要。当涉及到具体像AS5600这样的磁性旋转位置编码器时，除了基本的GPIO和TIM外设设置之外，还需要特别关注I²C通信协议或是PWM信号解析机制。

#### 初始化与配置

为了使能定时器以编码模式工作，在`MX_TIMx_Init()`函数内部需指定特定参数集给定时器实例化对象。这通常涉及到了解如何正确设定计数方向、周期长度以及其他相关属性：

static void MX_TIM2_Init(void)
{
    TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig = {0};
    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 0;
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 65535; // 设置最大值防止溢出
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;

    sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI12; // TI1 和 TI2 同步采样
    sConfig.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;
    sConfig.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
    sConfig.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    sConfig.IC1Filter = 0;
    sConfig.IC2Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;
    sConfig.IC2Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
    sConfig.IC2Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    sConfig.IC2Filter = 0;

    if (HAL_TIM_Encoder_Init(&htim2, &sConfig) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;

    if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
}

上述代码片段展示了针对通用定时器（此处为TIM2）进行编码器模式下的初始化过程[^1]。

#### 中断回调函数设计

一旦完成了必要的硬件抽象层(HAL)初始化之后，则应定义相应的中断服务例程(ISR)，以便实时响应由外部事件触发的状态变化通知。下面是一个简单的例子说明了怎样编写一个用于捕捉增量型编码器转动行为的ISR:

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    static int8_t last_state = 0;
    uint16_t current_count = __HAL_TIM_GET_COUNTER(htim);

    /* 获取当前状态 */
    GPIO_PinState pin_a = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6);
    GPIO_PinState pin_b = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_7);

    /* 计算新的相对位置 */
    int8_t new_state = ((pin_a << 1) | pin_b);

    /* 判断转向 */
    if (((last_state == 0b00 && new_state == 0b01) ||
         (last_state == 0b01 && new_state == 0b11) ||
         (last_state == 0b11 && new_state == 0b10) ||
         (last_state == 0b10 && new_state == 0b00)))
    {
        printf("Clockwise\n");
    }
    else if (((last_state == 0b00 && new_state == 0b10) ||
              (last_state == 0b10 && new_state == 0b11) ||
              (last_state == 0b11 && new_state == 0b01) ||
              (last_state == 0b01 && new_state == 0b00)))
    {
        printf("Counterclockwise\n");
    }

    last_state = new_state;
}

// 注意此部分假设使用的是软件轮询方式而非真正的IRQ handler.

这段伪代码实现了对两路正交脉冲序列(A/B通道)之间关系分析从而判断旋转方向的功能逻辑。

stm32接正交编码器代码

在STM32微控制器上连接正交编码器并读取其编码信号通常涉及硬件连接、中断管理和软件处理。这里是一个简单的概述：

**硬件连接**:
1. 将编码器的A、B和Z（或其他对应于增量通道的数据）针脚分别连接到STM32的输入引脚，通常是GPIO。
2. 确保编码器的地线接地。

**配置GPIO**:
在STM32 HAL库中设置相应的GPIO口为输入模式，并可能启用外部中断（如果使用中断接收编码变化）。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, PA0); // 例如，假设PA0用于A通道
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING; // 双向边沿触发
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

**配置中断**:
在系统初始化完成后，注册中断服务函数并开启中断。

EXTI_HandleTypeDef EXTIHandle;
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 0, 0); // 设置中断优先级

void EXTI0_IRQHandler(void) {
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIOA);
}

**软件处理**:
在中断服务函数中处理编码事件。例如，当检测到上升或下降沿时，解析编码值。

static uint16_t encoder_value = 0;

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) { // A通道为例
        if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0)) {
            // 上升沿，更新编码值（例如，加上增量）
            encoder_value++;
        } else {
            // 下降沿，处理编码数据（可能需要检查Z通道同步等）
            // ... 更新状态和发送编码信息
        }
    }
}

// 主循环或定时器回调中，可以定期读取编码值
encoder_value = HAL_GPIO_GetValue(GPIOA, GPIO_PIN_0);