读取编码器数值实现电机测速
电机系列二、读取编码器数值实现电机测速3、速度；测速原理：采集数据：速度计算思路：
encoder.hencoder.ctimer.htimer.cmain.c
电机系列
二、读取编码器数值实现电机测速
3、速度；
测速原理：
单位时间内，根据脉冲走过的距离计算电机实际速度，这里采用5ms定时器中断。
采集数据：
就是获得到轮子转一圈的编码器个数； 注意电机参数： 减速比：30：1 编码器线数：13线，也称编码器分辨率；
使用四倍频提高测量精度；
代码见下载区。
速度计算思路：
单位时间内获得的编码器脉冲变化数：可以通过代码得到，定为 e 个 ； （反应电机正反转）
单位时间：定时器设定为5ms，即0.005s；
电机转动一圈的脉冲数：n 个
电机轮子半径：R 单位：m（米）
圆周率：PI 单位：无
速度：speed 单位： m/s
此处：
轮子半径 R：0.03m（米）；
PI：3.1415926；
手动转一圈的脉冲数 n：1560 个；
e： 通过函数得到；
可得： speed = 0.024166 * e
代码: 结构如下：
encoder.h
将2中部分改为一下代码；
#ifndef __ENCODER_H
#define __ENCODER_H
#include
#include "stm32f10x_tim.h"
/**************************************************************************
作者：chance
**************************************************************************/
#define ENCODER_TIM_PERIOD (u16)(65535) //不可大于65535 因为F103的定时器是16位的。
//定时器编码器初始化；
void Encoder_Init_TIM2(u16 arr,u16 psc);
void Encoder_Init_TIM3(u16 arr,u16 psc);
void Encoder_Init_TIM4(u16 arr,u16 psc);
void Encoder_Init_TIM5(u16 arr,u16 psc);
//5ms 定时器中断服务函数
void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
//编码器计数函数；
int Read_Encoder_TIM2(void);
int Read_Encoder_TIM3(void);
int Read_Encoder_TIM4(void);
int Read_Encoder_TIM5(void);
int Read_Encoder_test(TIM_TypeDef * TIMx);
//speed
void Get_Motor_Speed(int *A_Speed,int *B_Speed,int *C_Speed,int *D_Speed);
#endif
encoder.c
#include "encoder.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
/**************************************************************************
作者：chance
**************************************************************************/
int Encoder_A,Encoder_B,Encoder_C,Encoder_D; //编码器的脉冲计数
void Encoder_Init_TIM2(u16 arr,u16 psc)
{
//1) 定义相关结构体：
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//2) 使能相关时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);// 需要使能AFIO时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//使能定时器2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PA端口时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//使能PB端口时钟
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM2, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE); //禁止JTAG功能，把PB3，PB4作为普通IO口使用
//3) 初始化 GPIO：（用于AB相，脉冲计数）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15; //端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB
//4) 设置并初始化定时器 TIM2：
TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; // 预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;////TIM向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
//5) 设置并初始化定时器编码器：
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
//Reset counter
TIM_SetCounter(TIM2,0);
//6) 使能定时器：
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
/**************************************************************************
函数功能：把TIM3初始化为编码器接口模式
入口参数：无
返回 值：无
**************************************************************************/
void Encoder_Init_TIM3(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);//使能定时器3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA
TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; // 预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;////TIM向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
TIM_SetCounter(TIM3,0);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
void Encoder_Init_TIM4(u16 arr,u16 psc)
{
//1) 定义相关结构体：
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//2) 使能相关时钟：
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);//使能定时器4的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//使能PB端口时钟
//3) 初始化 GPIO：
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB
//4) 设置并初始化定时器 TIM4
TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; // 预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;////TIM向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
//5) 设置并初始化定时器编码器：
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式 3：CH1、CH2 同时计数，四分频
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位
TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);
//Reset counter
TIM_SetCounter(TIM4,0);
//6) 使能定时器：
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
}
void Encoder_Init_TIM5(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);//使能定时器5的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PA端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA
TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; // 预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;////TIM向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM5, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM5, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位
TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update, ENABLE);
TIM_SetCounter(TIM5,0);
TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);
}
/**************************************************************************
函数功能：单位时间读取编码器计数
入口参数：定时器
返回 值：速度值
**************************************************************************/
int Read_Encoder_test(TIM_TypeDef * TIMx)
{
int Encoder_TIM;
Encoder_TIM = TIMx -> CNT;
if(Encoder_TIM>0xefff)Encoder_TIM=Encoder_TIM-0xffff; //转化计数值为有方向的值，大于 0 正转，小于 0 反转。
//TIM4->CNT 范围为0-0xffff，初值为 0。
TIMx->CNT=0; //读取完后计数清零
return Encoder_TIM; //返回值
}
void Get_Motor_Speed(int *ASpeed,int *BSpeed,int *CSpeed,int *DSpeed)
{
static int AWheelEncoderNow = 0;
static int BWheelEncoderNow = 0;
static int CWheelEncoderNow = 0;
static int DWheelEncoderNow = 0;
static int AWheelEncoderLast = 0;
static int BWheelEncoderLast = 0;
static int CWheelEncoderLast = 0;
static int DWheelEncoderLast = 0;
//记录本次左右编码器数据
AWheelEncoderNow += Read_Encoder_test(TIM2);
BWheelEncoderNow += Read_Encoder_test(TIM3);
CWheelEncoderNow += Read_Encoder_test(TIM4);
DWheelEncoderNow += Read_Encoder_test(TIM5);
//5ms测速 （ *1000 ）单位改为mm/s 串口助手读数变化显示更清楚
*ASpeed = (AWheelEncoderNow - AWheelEncoderLast)* 1000*0.024166;
*BSpeed = (BWheelEncoderNow - BWheelEncoderLast)* 1000*0.024166;
*CSpeed = (CWheelEncoderNow - CWheelEncoderLast)* 1000*0.024166;
*DSpeed = (DWheelEncoderNow - DWheelEncoderLast)* 1000*0.024166;
//记录上次编码器数据
AWheelEncoderLast = AWheelEncoderNow;
BWheelEncoderLast = BWheelEncoderNow;
CWheelEncoderLast = CWheelEncoderNow;
DWheelEncoderLast = DWheelEncoderNow;
}
timer.h
#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "stm32f10x.h"
void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif
timer.c
#include "timer.h"
#include "sys.h"
#include "encoder.h"
#include "led.h"
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//这里使用的是定时器3!
//TIM7_Int_Init(5000-1,7200-1); 500ms
void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM7, ENABLE); //时钟使能
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 计数到5000为500ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 10Khz的计数频率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM7, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig( //使能或者失能指定的TIM中断
TIM7, //TIM2
TIM_IT_Update ,
ENABLE //使能
);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM7_IRQn; //TIM7中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
TIM_Cmd(TIM7, ENABLE); //使能TIMx外设
}
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "motor.h"
#include "control.h"
#include "usart.h"
#include "encoder.h"
#include "stdio.h"
#include "timer.h"
int ASpeedNow = 0;
int BSpeedNow = 0;
int CSpeedNow = 0;
int DSpeedNow = 0;
int main(void)
{
delay_init(); //=====延时函数初始化
//NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
MY_NVIC_PriorityGroupConfig(2); //=====设置中断分组
LED_Init(); //=====初始化与 LED 连接的硬件接口
MiniBalance_PWM_Init(7199,0);
Set_Pwm(1000,1000,1000,1000); //驱动电机
USART3_Init(9600);
Encoder_Init_TIM2(0xffff,0); //=====编码器接口
Encoder_Init_TIM3(0xffff,0); //=====编码器接口
Encoder_Init_TIM4(0xffff,0); //=====编码器接口
Encoder_Init_TIM5(0xffff,0); //=====初始化编码器
TIM7_Int_Init(5000-1,7200-1);
while(1)
{
Led_Flash(30);
//Set_Pwm(3000,2000,1000,1000);
printf("$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$\r\n");
//delay_ms(150);
printf("encoder222=%d\r\n",Read_Encoder_test(TIM2));
printf("encoder333=%d\r\n",Read_Encoder_test(TIM3));
printf("encoder444=%d\r\n",Read_Encoder_test(TIM4));
printf("encoder555=%d\r\n",Read_Encoder_test(TIM5));
printf("A=%d,B=%d,C=%d,D=%d\r\n",ASpeedNow,BSpeedNow,CSpeedNow,DSpeedNow);
printf("@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@\r\n");
delay_ms(100); //=====延时
}
}
//5ms 定时器中断服务函数
void TIM7_IRQHandler(void) //TIM7中断
{
if(TIM_GetITStatus(TIM7, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM7, TIM_IT_Update); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源
Get_Motor_Speed(&ASpeedNow,&BSpeedNow,&CSpeedNow,&DSpeedNow);
Led_Flash(100);
}
}
此时转动电机就可以看到相应的速度了
代码见下载区。