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正交编码器更新时间：2014-08-07 15:15

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正交编码器（又名双通道增量式编码器），用于将线性位移转换成2 个脉冲信号。通过监控脉冲的数目和2 个脉冲信号的相对相位，用户可以跟踪旋转的位置、方向和速度。此外还有第三个通道，即索引信号，可用来对位置计数器进行复位。正交编码器接口模块对正交编码器轮产生的代码进行解码，将它们解释成位置对时间的积分，并确定旋转的方向。另外，它还能够捕获编码器轮运转时的大致速度。

1.正交编码器的特性 2.正交编码器程序 3.正交编码器功能综述

正交编码器的特性

　　使用位置积分器来跟踪编码器的位置；

　　根据转动轴的方向进行递增/递减计数；

　　可选择2X 模式或4X 模式；

　　使用内置定时器来捕获速度；

　　速度比较功能，当捕获的速度小于比较速度时产生中断；

　　使用32 位寄存器来保存位置和速度；

　　3 个位置比较寄存器，可产生中断；

　　用于分辨率计数的索引计数器；

　　索引比较寄存器，可产生中断；

　　可结合索引和位置中断来产生整个位移或局部旋转位移的中断；

　　带可编程编码器输入信号延迟的数字滤波器；

　　可接收已解码的输入信号（时钟和方向）；

　　与APB 相连。

正交编码器程序

　　下面是调试OK的代码：

　　void Encoder_Configration(void)

　　{

　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

　　TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

　　//PC6 A相 PC7 B相

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

　　GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

　　/* Enable the TIM3 Update Interrupt */

　　/*NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQChannel;

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = TIMx_PRE_EMPTION_PRIORITY;

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = TIMx_SUB_PRIORITY;

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

　　NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);*/

　　/* Timer configuration in Encoder mode */

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; // No prescaling

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 10000;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

　　TIM_TimeBaseInit(TIM8, &TIM_TimeBaseStructure);

　　TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM8, TIM_EncoderMode_TI12,

　　TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);

　　TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;//ICx_FILTER;

　　TIM_ICInit(TIM8, &TIM_ICInitStructure);

　　// Clear all pending interrupts

　　TIM_ClearFlag(TIM8, TIM_FLAG_Update);

　　TIM_ITConfig(TIM8, TIM_IT_Update, ENABLE);

　　//Reset counter

　　TIM2->CNT = 0;

　　TIM_Cmd(TIM8, ENABLE);

　　}

　　n_Counter = TIM_GetCounter(TIM8);

　　Diled_Disp_Num((float)n_Counter);

　　另外一个值得注意的问题是，STM32 的定时器是16位的，意思是只能计数到65535，有两种方法，一是采用链式的方式用两个定时器将16位扩展为32位，还有一种简单的方法就是开启定时器的溢出中断，每中断一次就代表编码器运转了特定的角度。

　　比如编码器是400线的，将ARR寄存器设置为400，每溢出中断一次就代表电机转了一圈，以此类推。

　　另外，关于输入脉冲的检测，其实是类似的，只不过在STM32内部是专门用了一个外部触发模块来实现的，如图一中紫色框的标注，编码器模块应该是在这个模块上的升级，下面是配置代码：

　　void TIM3_ETR_GetDropCounts_Configuration(void)

　　{

　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

　　//test PA0 TIM8_ETR

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

　　GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x00;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

　　TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); // Time base configuration

　　TIM_ETRClockMode2Config(TIM3, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0);

　　TIM_SetCounter(TIM3, 0);

　　TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

　　}

正交编码器功能综述

　　正交编码器用于检测旋转运动系统的位置和速度。正交编码器可以对多种电机控制应用实现闭环控制，诸如开关磁阻（SR）电机和交流感应电机（ACIM）。

　　典型的增量式编码器包括一个放置在电机传动轴上的开槽的轮子和一个用于检测该轮上槽口的发射器/ 检测器模块。通常，有三个输出，分别为：A相、B相和索引（INDEX），所提供的信息可被解码，用以提供有关电机轴的运动信息，包括距离和方向。

　　A相（QEA）和B相（QEB）这两个通道间的关系是惟一的。如果A相超前B相，那么电机的旋转方向被认为是正向的。如果A相落后B相，那么电机的旋转方向则被认为是反向的。第三个通道称为索引脉冲，每转一圈产生一个脉冲，作为基准用来确定绝对位置。编码器产生的正交信号可以有四种各不相同的状态（00，01，10，11）。请注意，当旋转的方向改变时，这些状态的顺序与此相反（11，10，01，00）。正交解码器捕捉相位信号和索引脉冲，并将信息转换为位置脉冲的数字计数值。通常，当传动轴向某一个方向旋转时，该计数值将递增计数；而当传动轴向另一个方向旋转时，则递减计数。选择“x4”测量模式，QEI逻辑在A相和B相输入信号的上升沿和下降沿都使位置计数器计数，可以为确定编码器位置提供更高精度的数据（更多位置计数）。