上一章節(jié)學(xué)習(xí)了PWM生成，剛好買的元器件也都到了。測(cè)試下代碼，完美運(yùn)行。這不又趁著周末，進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)—定時(shí)器編碼器模式。
目的是為下一步PID控制做準(zhǔn)備。

周末學(xué)習(xí)編碼器模式也是一波三折呀，沒人指點(diǎn)真的是寸步難行呀。氣的直咬牙。
說(shuō)說(shuō)啥情況：
我用上節(jié)的PWM輸出控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，用編碼器采集脈沖，想把這個(gè)脈沖顯示在LCD上，就這個(gè)顯示功能搗鼓了一天多，最后還是沒成功，最后沒辦法了，只能串口打印出來(lái)。就在昨天晚上準(zhǔn)備更新博客的時(shí)候想想不能就這么算了，又去調(diào)試了幾下，奇跡出現(xiàn)了，LCD竟然可以顯示了，弄完之后十點(diǎn)多了，就去睡覺了。目前問(wèn)題還是不確定在哪，之前的代碼修改的也找不到了，晚上回家再試試改成之前的代碼，找找問(wèn)題的根本原因。
改天單獨(dú)開個(gè)帖子說(shuō)說(shuō)吧，今天先學(xué)習(xí)編碼器。

首先需要明白的一點(diǎn)就是為什么要用編碼器模式，而不是直接用輸入捕獲。
最主要的原因就是編碼器采集的是兩個(gè)信號(hào)，根據(jù)兩個(gè)信號(hào)的高低電平來(lái)判斷是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，比輸入捕獲用一個(gè)信號(hào)的抗干擾能力強(qiáng)。如果一個(gè)信號(hào)有干擾，而另一個(gè)信號(hào)沒有干擾，則計(jì)數(shù)器不會(huì)計(jì)數(shù)，
就像下圖這樣，圖片在中文參考手冊(cè)中找的

圖中紅線標(biāo)注的是毛刺，當(dāng)TI1有干擾的情況下，計(jì)數(shù)器是不會(huì)繼續(xù)向上累加的。如果用輸入捕獲的話，左邊紅色框中有兩個(gè)脈沖，也就是說(shuō)累加器會(huì)加兩次。這就出現(xiàn)了誤差，本來(lái)不該加，他卻加了。
這就是首選編碼器模式的主要原因。知道了他的作用還需要知道原理。

1.理解框圖

上圖是定時(shí)器的框圖，首先我們會(huì)從電機(jī)屁股后面的編碼器引出兩根信號(hào)線接到單片機(jī)的編碼器引腳，如上圖第一個(gè)框內(nèi)，接到某定時(shí)器的TIMx_CH1和TIMx_CH2兩個(gè)通道的引腳上。進(jìn)來(lái)之后進(jìn)行濾波和邊沿檢測(cè)之后輸出TI1FP1和TI1FP2，之后就直接到2號(hào)框了。2號(hào)框是將TI1FP1和TI1FP2接入編碼器接口，在這里判斷是該向上還是向下計(jì)數(shù)，之后來(lái)到3號(hào)框，進(jìn)行分頻，最后來(lái)到CNT計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。我們可以定時(shí)采集CNT里面的值，這樣就能算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速和其他一些參數(shù)了。
具體配置一會(huì)看代碼吧。大致了解一下定時(shí)器框圖。

2.理解計(jì)數(shù)方式
框圖明白了，腦海里就明白了編碼器工作的大致原理了。但還需要明白一些細(xì)節(jié)方面的東西。比如它是怎么通過(guò)兩路信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的，到底是向上還是向下計(jì)數(shù)等等。

其實(shí)也很簡(jiǎn)單，結(jié)合上面兩張圖片很好理解。簡(jiǎn)單說(shuō)一下，明白一個(gè)其他都明白了。

首先假定此時(shí)是電機(jī)正轉(zhuǎn)，還有一點(diǎn)要知道，編碼器兩個(gè)信號(hào)相差90°的相位角。一個(gè)周期的信號(hào)可以分為0 π/2 π 3/2*π 2π，如上圖，剛好差了π/2。上圖是兩個(gè)通道上下邊沿都檢測(cè)（SMS=’011’） 。
當(dāng)TI1為上升沿時(shí)時(shí)，此時(shí)TI2為低電平，對(duì)應(yīng)下面的圖，先看【有效邊沿】，因?yàn)槭强吹腡I1上升沿，所以第一項(xiàng)選擇【僅在TI1計(jì)數(shù)】，之后找對(duì)應(yīng)的【TI1FP1 信號(hào)項(xiàng)】，選擇上升。因?yàn)閳D中TI1是上升沿，對(duì)應(yīng)TI2是低電平，因此在【相對(duì)信號(hào)的電平】那一項(xiàng)應(yīng)該選擇低，對(duì)應(yīng)起來(lái)就是向上計(jì)數(shù)。如下圖紅色部分。
理解了TI1上升沿計(jì)數(shù)之后，其他的都一樣了。

到這里，基本上編碼器模式已經(jīng)掌握的差不多了，下面就開始代碼了。

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1.PWM輸出
較上一節(jié)講得做了引腳變動(dòng)，這次使用定時(shí)器3，PA6引腳作為PWM輸出
具體配置和上一節(jié)差不多，不在啰嗦。
2.編碼器采集
編碼器采集用的是通用定時(shí)器2的PA0，PA1引腳，程序已經(jīng)詳細(xì)的注釋了。講幾個(gè)重要的參數(shù)配置、其中用

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注釋的是普通的輸入捕獲模式、
3.編碼器配置中的主要參數(shù)講解
①中斷優(yōu)先級(jí)
不用問(wèn)，問(wèn)就是最高優(yōu)先級(jí)，再平衡小車系統(tǒng)中，電機(jī)的速度和位置是至關(guān)重要的，而采集編碼器數(shù)據(jù)就是作為計(jì)算速度和位置的重要參數(shù)、
②TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (359 * 4);
這行代碼是配置自動(dòng)重裝載的值，在這里設(shè)置359 * 4其實(shí)意義不大，因?yàn)槲覀冏龅氖菍?shí)驗(yàn)，而且轉(zhuǎn)速不是很快，編碼器一圈才11個(gè)脈沖，因此采樣值很小，滿占空比才到達(dá)50左右，因此該數(shù)值只要大于60就行。網(wǎng)上很多都是一圈300脈沖的那種高精度編碼器，因此該值需要大于在采樣周期能采樣的最大值，再留一些余量就行了。假設(shè)你編碼器1s采樣一次，一次采樣500個(gè)脈沖，而你設(shè)定ARR=400,這肯定是不行的，因此該值應(yīng)該根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。
③TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
在編碼器模式中，該配置不起作用，正反項(xiàng)計(jì)數(shù)是根據(jù)兩個(gè)信號(hào)的前后順序來(lái)決定的，親測(cè)該配置對(duì)計(jì)數(shù)無(wú)作用。
④TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Rising);
重中之重
這個(gè)函數(shù)明白了就好理解，不要被表象給迷惑到就行。
1.這個(gè)函數(shù)是開啟編碼器模式的，第一個(gè)參數(shù)是選擇定時(shí)器，在這里我們選擇定時(shí)器2；
2.第二個(gè)參數(shù)是選擇計(jì)數(shù)器模式的，進(jìn)入到函數(shù)體中可以找到具體配置的是TIMx_SMCR寄存器中的SMS【2-0】位。具體說(shuō)明如下：

因此選擇的是編碼器模式3，根據(jù)另一個(gè)信號(hào)的電平來(lái)決定怎么計(jì)數(shù)，上面在將編碼器計(jì)數(shù)原理的時(shí)候也說(shuō)過(guò)了，向上向下計(jì)數(shù)是要看另一路信號(hào)的電平的。
3.最后兩個(gè)參數(shù)也是最不容易理解的，主要是好多都是根據(jù)字面意思講解，沒有到函數(shù)體中看到底是配置的哪一個(gè)寄存器。當(dāng)你真正的進(jìn)去看函數(shù)體的時(shí)候你就明白了。
這兩個(gè)參數(shù)從下面這張圖中還以為是配置上升沿、下降沿還是雙邊沿檢測(cè)的，其實(shí)不是，

其實(shí)不是這樣，從函數(shù)體中找到這兩個(gè)參數(shù)，其實(shí)是配置CCER寄存器中的CC1E、CC1P、CC2E以及CC2P，CC1E和CC2E是使能的，CC1P、CC2P是配置極性的，具體看中文手冊(cè)，我也給你截好圖了

反向和不反向的意思就是從0到ARR計(jì)數(shù)還是從ARR到0 計(jì)數(shù)、而該位正是配置這一點(diǎn)的，在一個(gè)TIM_ICPolarity_BothEdge這個(gè)定義并不能在這個(gè)函數(shù)的形參中使用。該函數(shù)只能配置反向和不反向，下圖紅色框中需要注意下。

4.TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
這個(gè)是設(shè)定濾波的，設(shè)定0的時(shí)候不是很穩(wěn)。具體參考中文手冊(cè)如下圖：

寫到這里，輸入捕獲的配置基本完后了。下面就是采樣了，我采用系統(tǒng)滴答定時(shí)器進(jìn)行1s采樣一次，這個(gè)值是輸入捕獲1s中采樣的編碼器的值。并把它顯示到屏幕上或者串口打印出來(lái)。

int Read_Encoder(u8 TIMX)；
這個(gè)函數(shù)參考網(wǎng)上的代碼寫的，把這放到滴答定時(shí)器中斷里。如下圖

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之后主函數(shù)一直循環(huán)顯示即可。這個(gè)是顯示在屏幕上的。

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基本都是老套路了、
①定義函數(shù)結(jié)構(gòu)體
②使能GPIO時(shí)鐘
③配置GPIO
④配置中斷優(yōu)先級(jí)
⑤使能定時(shí)器時(shí)鐘
⑥配置基本定時(shí)器
⑦配置編碼器模式
⑧初始化輸入捕獲
⑨使能定時(shí)器

最主要的還是理解其中的一些重要的參數(shù)，其實(shí)也不難（不過(guò)對(duì)于新手確實(shí)難，弄過(guò)一遍回過(guò)頭才覺得簡(jiǎn)單），進(jìn)入到函數(shù)體中仔細(xì)看看函數(shù)，在對(duì)著手冊(cè)看寄存器內(nèi)容說(shuō)明也就明白啦。

這個(gè)帖子已經(jīng)寫了好幾天了，7月3號(hào)就開始寫，寫到現(xiàn)在才弄完。中間過(guò)程很艱苦，不過(guò)一旦走出來(lái)，滿滿的成就感。

LCD相關(guān)的函數(shù)操作直接找的別人的代碼，我還沒有仔細(xì)研究，先拿來(lái)用吧。還是先把項(xiàng)目完成吧，拖得時(shí)間長(zhǎng)了就沒信心了。

一個(gè)人搞軟件有時(shí)候真的是累，不是那種身體勞累，是心累。搞了幾天還沒把一個(gè)問(wèn)題解決的那種心情，真的是煩躁，恨不得把電腦砸了。他不像干體力活，加把勁就干完了，這種加把勁都不到往哪加。就像這個(gè)lcd顯示采集到的編碼器的值，就這一個(gè)問(wèn)題弄了兩三天。各種百度，同樣代碼別人就行，到我這就不行了。到目前為止還沒有真正找到答案、-_-||

代碼放到公眾號(hào)了，后續(xù)我會(huì)將之前的代碼也都放到公眾號(hào)上，歡迎小伙伴們交流學(xué)習(xí)哈。關(guān)注公眾號(hào)回復(fù)
“編碼器模式”
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