【一文读懂】如何用编码器测速

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前言一、AB相编码器计数原理四倍频

二、要用到的一些参数编码器参数电机参数轮子参数计算

三、代码如下（更契合原理的代码）四倍频的代码（更新）

前言

详解编码器测速原理及实现 参考csdn

一、AB相编码器计数原理

适用于霍尔编码器和带光栅的光电编码器 编码器样子 让遮挡与透过形成高低电平的脉冲 此图为B 提前 A 90° 为反向旋转，相位差相差90°的波形就叫正交波形 当只有一个方波 只能测位置、速度，不能知道方向 而两个方波，就能一个测速，一个测方向 例： A下降沿触发 并且B是低电平 判断反转 B下降沿触发 并且A是低电平 判断正转

四倍频

还有一种用法 叫四倍频，它是数 A相 和 B相 的上升和下降脉冲 4个信号来测速可以用来提高精度，因为一般只需要考虑A相一个上升或下降沿计数就行，这里数4个，所以叫四倍频。 stm32的编码器接口应该默认是四倍频的： 这里的大佬，说 手动转一圈的脉冲数 n：1560 个； 且用的是13线编码器 和 1：120转速比的电机，那么计算一圈的脉冲数则是 13 *（120）*4 = 1560；其中4应该就是一个周期数4个脉冲沿。这里计算后面会讲。

二、要用到的一些参数

编码器参数

编码器线数：线数就是编码器的分辨率，即转一圈发出的脉冲数 例：光电编码器：500ppr （500线） 霍尔编码器： 13ppr (13线)

电机参数

减速比 ：输入转速/输出转速

一般减速比的表示方法是以1为分母，用“:”连接的输入转速和输出转速的比值，如输入转速为1500r/min，输出转速为25r/min，那么其减速比则为：i=60:1。

轮子参数

用直尺 或商家给的参数 得到 轮子直径 ：65mm = 0.065m

计算

例 ：500线的编码器 和30：1减速比的电机 也就是说 电机实际转30圈 但现实轮子只转一圈 那么轮子转一圈 编码器得到的脉冲数为 500*30 = 15000 (个)

速度计算思路 设 定时器设定时间为t，D为直径，则

e: 由程序得到 PI : 3.1415926 D : 0.065m n :15000 另定时500ms t = 0.5s 所以 speed = e * 0.00002722713 (m/s) 为了数据好显示 speed =1000* e * 0.00002722713 (mm/s)

三、代码如下（更契合原理的代码）

没有使用32的编码器接口

Enconder.c：

#include "stm32f10x.h" // Device header

//-32768 ~ +32767 编码器范围 定时器是16位

//这里没用stm32自带的编码器接口(TIM_EncoderInterfaceConfig) ， 而是用原理写出

int16_t Encoder_Count_Left;//带符号

int16_t Encoder_Count_Right;//带符号

// B接PB1 A接PB0

//A下降沿触发 并且B是低电平 判断反转

//B下降沿触发 并且A是低电平 判断正转

//左编码 E1B E1A

// PB1 PB0

void Encoder_Init_Left(void)

{

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

//AFIO中断引脚选择

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);//第0个线路拨到GPIOB上

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);//

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断模式 也有事件模式

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

//单位时间内读取编码器计数 变化的值

int16_t Encoder_Get_Left(void)

{

int16_t Temp;

Temp = Encoder_Count_Left;

Encoder_Count_Left = 0;

return Temp;

}

//如果是9-10 中断函数 只需要将两个if并列的放在一个函数里就行了

//A下降沿触发 并且B是低电平 判断反转

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)

{

if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)

{

Encoder_Count_Left --;

}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);

}

}

//B下降沿 A低电平 判断正转

void EXTI1_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)

{

if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0)

{

Encoder_Count_Left ++;

}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);//清楚标志位

}

}

//右编码 E2B E2A

// PB11 PB10

void Encoder_Init_Right(void)

{

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

//AFIO中断引脚选择

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource10);//第0个线路拨到GPIOB上

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource11);//

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line10 | EXTI_Line11;

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断模式 也有事件模式

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//////

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

//变化的值

int16_t Encoder_Get_Right(void)

{

int16_t Temp;

Temp = Encoder_Count_Right;

Encoder_Count_Right = 0;

return Temp;

}

//如果是10-15 中断函数 只需要将两个if并列的放在一个函数里就行了

//因为轮子是对称转 所以镜像 相反

//右编码 E2B E2A

// PB11 PB10

//A下降沿触发 并且B是低电平 判断正转

void EXTI15_10_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line10) == SET)

{

if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)

{

Encoder_Count_Right ++;

}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line10);

}

////B下降沿 A低电平 判断反转

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line11) == SET)

{

if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_10) == 0)

{

Encoder_Count_Right --;

}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line11);//清楚标志位

}

}

void Get_Motor_Speed(int *LSpeed,int *RSpeed)

{

static int LWheelEncoderNow = 0;

static int RWheelEncoderNow = 0;

static int LWheelEncoderLast = 0;

static int RWheelEncoderLast = 0;

//记录本次左右编码器数据

LWheelEncoderNow += Encoder_Get_Left();

RWheelEncoderNow += Encoder_Get_Right();

//500ms测速 （ *1000 ）单位改为mm/s 变化显示更清楚

*LSpeed = (LWheelEncoderNow - LWheelEncoderLast)* 1000*0.00002722713;

*RSpeed = (RWheelEncoderNow - RWheelEncoderLast)* 1000*0.00002722713;

//记录上次编码器数据

LWheelEncoderLast = LWheelEncoderNow;

RWheelEncoderLast = RWheelEncoderNow;

}

/*

static int 不管在函数内还是函数外，都作为一个全局变量可以保存它被修改以后的值。

而 int 则没有这一功能，只有作为全局变量时能保存修改。放在函数内部时，每次调用都用的是一个新的数。

*/

Encoder.h

#ifndef __ENCODER_H

#define __ENCODER_H

//左编码 E1B E1A

// PB1 PB0

void Encoder_Init_Left(void);

int16_t Encoder_Get_Left(void);

//右编码 E2B E1A

// PB11 PB10

void Encoder_Init_Right(void);

int16_t Encoder_Get_Right(void);

void Get_Motor_Speed(int *LSpeed,int *RSpeed);

#endif

Timer.c

#include "stm32f10x.h" // Device header

//extern uint16_t Num; //引用其他文件(主函数)的Num变量

void TIM4_Timer_Init(u16 arr,u16 psc)

{

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);//TIM2 APB1总线上的外设

TIM_InternalClockConfig(TIM4); //选择内部时钟

//CK_CNT_OV = CK_PSC/(PSC+1)/(ARR+1）

//预分频给少点 自动重装给多点 以一个比较高的频率计比较多的数

//预分频给多点 自动重装给少点 以一个低的频率计比较少的数

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //配置时基单元

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //指定时钟分频 /1分频 影响不大

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //周期 ARR自动重装器的值 10000 - 1

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc; //PSC预分频器的值 10k的计数频率 计10000的数 7200 - 1

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器的值 //高级定时器才有 这里通用计时器 不用

TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);//手动把更新中断标志位清除一下 防止 reset直接到1

TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE); //使能中断 update 更新中断

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); //优先级分组

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //3通道 //f10x.h 255行

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); //启动定时器

}

/*

void TIM2_IRQHandler(void) //定时器2 的中断函数

{

if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)//看更新中断标志位

{

Num++；

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

}

}

*/

Timer.h

#ifndef __TIMER_H

#define __TIMER_H

void TIM4_Timer_Init(u16 arr,u16 psc);

#endif

main.c

#include "stm32f10x.h" // Device header

#include "Delay.h"

#include "OLED.h"

#include "Motor.h"

#include "Encoder.h"

#include "Timer.h"

uint8_t KeyNum;

int8_t Speed;

int16_t NumL;

int16_t NumR;

int LSpeedNow = 0;

int RSpeedNow = 0;

int main(void)

{

OLED_Init();

Motor_Init_Left();

Motor_Init_Right();

Encoder_Init_Left();

Encoder_Init_Right();

TIM4_Timer_Init(5000-1,7200-1);//500ms 定时

OLED_ShowString(1, 1, "VLeft:");

OLED_ShowString(2, 1, "VRight:");

OLED_ShowString(3, 1, "LSpd:");

OLED_ShowString(4, 1, "RSpd:");

while (1)

{

//KeyNum = Key_GetNum();

/*

Delay_ms(1000);

KeyNum = 1;

if (KeyNum == 1)

{

Speed += 20;

if (Speed > 100)

{

Speed = -100;

}

}

*/

Speed = 10;

Motor_SetSpeed_Left(Speed);

Motor_SetSpeed_Right(Speed);

//NumL += Encoder_Get_Left();//调用这个函数的间隙里，旋转编码器产生的正负脉冲数

OLED_ShowSignedNum(3, 5, LSpeedNow, 3);

//NumR += Encoder_Get_Right();//调用这个函数的间隙里，旋转编码器产生的正负脉冲数

OLED_ShowSignedNum(4, 5, RSpeedNow, 3);

OLED_ShowSignedNum(1, 8, Speed, 3);

OLED_ShowSignedNum(2, 8, Speed, 3);

OLED_ShowSignedNum(4, 10, NumL, 2);

}

}

void TIM4_IRQHandler(void) //定时器4 的中断函数

{

if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) == SET)//看更新中断标志位

{

Get_Motor_Speed(&LSpeedNow,&RSpeedNow);

TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);

}

}

四倍频的代码（更新）

在原来基础上修改，这里写的四倍频不管向前还是向后转后会加加，理论上按照00 ，01 ，10，11 四倍频也能有方向，但觉得写的太烦，没写，下面的四倍频已实操过可以用来调pid,在本来的脉冲数上*4就行。

//四倍频

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)

{

//if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)

//{

Encoder_Count_Left++;

//}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);

}

}

//B下降沿 A低电平 判断正转

void EXTI1_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)

{

//if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0)

//{

Encoder_Count_Left++;

//}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);//清楚标志位

}

}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line10) == SET)

{

//if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)

//{

Encoder_Count_Right++;

//}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line10);

}

////B下降沿 A低电平 判断反转

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line11) == SET)

{

//if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_10) == 0)

//{

Encoder_Count_Right++;

//}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line11);//清楚标志位

}

}

至此就可以在oled上显示速度了。