使用定时器实现编码器脉冲计数功能
本帖最后由 dffzh 于 2025-3-26 15:22 编辑#申请原创# @21小跑堂
雅特力MCU AT32F403ACCT7的部分定时器自带编码器模式，可以实现编码器的脉冲计数功能，比如使用定时器2 TMR2实现对编码器的脉冲计数功能。编码器模式的内部结构如下：
编码器模式分类及BSP初始化配置如下：
编码器模式的计数方向如下：
配置过程：1、 配置通道模式寄存器CM1的C1DF，设置通道1输入信号的滤波值；配置通道模式寄存器CM1的C2DF，设置通道2输入信号的滤波值；
2、 配置通道控制寄存器CCTRL的C1P和C1CP，设置通道1输入信号的有效电平；配置通道控制寄存器CCTRL的C2P和C2CP，设置通道2输入信号的有效电平；
3、 配置通道模式寄存器CM1的C1C，设置通道1为输入模式；配置通道模式寄存器CM1的C2C，设置通道2为输入模式；
4、 配置次定时器控制寄存器STCTRL的SMSEL，选择编码器模式；选择哪种编码器模式是配置的重点：经过竞品分析和确认，项目上需选择4倍频模式，即选择编码模式C;5、配置寄存器PR的PR，设置计数器计数周期；开启增强模式，PR值扩展至32位；配置寄存器DIV的DIV，设置计数器计数周期；
6、 配置定时器2的增强模式，将PR值扩展至32位；
7、 配置TMR2_CH1和TMR2_CH2对应的IO为复用模式；但是看官方库里配置的是普通输入模式；
8、 配置CTRL1寄存器的TMREN，使能计数器；脉冲计数：在main程序里循环调用以下接口即可读取到脉冲值：返回值类型是一个 32位无符号整型数据，那如何与项目产品需求规格对应上呢？比如需求规格为计数器范围[-2147483648, 2147483647]，而脉冲读取接口返回值范围为，则可以直接按如下代码操作即可：int32_tencoder_pulse_data = tmr_counter_value_get(TRM2);encoder_pulse_data即为脉冲计数值，即： 对应 ； 对应 [-2147483648，-1]；合在一起，其实就是一个环形计数器。
当然还有其他实现编码器脉冲读取的方法，如下所示：
1、IO查询法；速度太慢，会丢脉冲；2、外部中断法；丢包概率较低，但频繁的中断触发会比较占用CPU资源； 以下简要介绍使用外部中断法实现编码器脉冲计数，供参考：脉冲向上计数和向下计数的逻辑如下表所示：
中断触发源A相电平B相电平计数方向手轮转动方向备注
A相上升沿10向上正转A相触发中断：AB相不同电平则向上，同电平向下；B相触发中断：正好相反
1
1向下反转
A相下降沿00向下反转
01向上正转
B相上升沿01向下反转
11向上正转
B相下降沿00向上正转
10向下反转
中断实现的代码如下，其中encoder_pulse_data即为脉冲计数值：
综上所述，优先使用定时器的编码器模式实现脉冲读取功能，如果MCU资源有限，则可以考虑使用外部中断法。
@21小跑堂，申请原创，敬请审核。 这个实际运行的结果有没有，实现效果咋样。 可以支持多高的采样率 当年芯片荒的时候，推荐雅特力替代stm32，单片机确实不赖结果比stm32还难买，我现在还有几片雅特力的样片呢 使能计数器后，脉冲计数的实时性如何保证呢 给萌新的教程 我喜欢打游戏 发表于 2025-3-20 20:45
可以支持多高的采样率
我们的项目规格是支持最高输入频率为50KHz，脉冲输入方式是正交相位脉冲(x4). 电竞孔乙己 发表于 2025-3-20 20:37
这个实际运行的结果有没有，实现效果咋样。
我们应用在工业EtherCAT模块上，目前能满足项目规格最高输入频率50KHz. 绝影孤狼 发表于 2025-3-21 08:35
使能计数器后，脉冲计数的实时性如何保证呢
我们应用在工业EtherCAT总线模块上，对实时性要求较高（最低支持1ms周期），目前将其放在main里轮询调用，满足应用需求；或者可以再尝试使用两个外部中断检测脉冲的方式试试实时性效果. xionghaoyun 发表于 2025-3-21 08:50
给萌新的教程
定时器的编码器模式驱动配置代码基本如下，可以参考一下：
qinlu123 发表于 2025-3-21 08:13
当年芯片荒的时候，推荐雅特力替代stm32，单片机确实不赖结果比stm32还难买，我现在还有几片雅特力的样片呢 ...
较STM32相比，雅特力的SPI外设使用起来稍微有些区别，需要注意. 学习和参考，很适用，写的，交流，学习，参考应用，好机会 感谢分享。 比如机器人、自动化设备等，这种定时器实现编码器脉冲计数的功能应该很有价值
穷得响叮当侠 发表于 2025-3-22 12:22
比如机器人、自动化设备等，这种定时器实现编码器脉冲计数的功能应该很有价值
...
是的，在工业自动化设备或者PLC设备上，可以得到应用。 这个配置过程看起来挺复杂的，不过很详细
将PR值扩展至32位，可以满足更大范围的计数需求
作业天敌在此 发表于 2025-3-23 16:16
这个配置过程看起来挺复杂的，不过很详细
是的，产品项目实测通过。 蚊子的噩梦 发表于 2025-3-23 17:10
将PR值扩展至32位，可以满足更大范围的计数需求
是的，我们使用环形计数器，计数范围是从﹣2147483648～2147483647
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