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提高部分-第4讲 编码器的使用(1)_哔哩哔哩_bilibili

编码器单位

编码器总分辨率 = 编码器 一圈所计算的脉冲数（但由于定时器会倍频 所以计算时要乘以倍频系数）  在淘宝上看的分辨率=物理分辨率  实际分辨率=物理分辨率 * 定时器倍频数（一般是 4 ）

假如  编码器PPR = 10  4分频 则 编码器总分辨率 为 10*4=40

PPR

2、PPR：PPR是指编码器在一个完整的旋转周期内输出的脉冲数。编码器通过光电或磁性传感器来检测旋转运动，并将其转换为脉冲信号输出。

SR

1、SR：SR是指编码器在一个完整的旋转周期内输出的离散步数。表示编码器的输出信号在一个旋转周期内的离散变化次数。例如，编码器的分辨率为1000SR，那么在一个完整的旋转周期内会输出1000个离散的步数。

增量式编码器倍频技术

输出脉冲波形信号 的两种形式

1.占空比50%的方波，通道A和通道B 相位差   90°

2.正弦波 这类模拟信号 通道A和通道B 相位差 90°

基于方波的编码器倍频技术 分辨率倍频（更精准了）

编码器计数规则：

码盘透过光线时 输出1（高电平） 

通过检测 高电平的数量来判断转过的位置

通过 检测A和B谁先到达高电平来 判定 运动的方向

我们将 检测高低电平变化的 思路 转换为   使用单个通道 上升沿 和下降沿 进行计数的模式 就能实现倍频

如下图 累计脉冲计数

如果 通道A 上升沿 和下降沿 都计数 一次 就能得到 X2的图形

如果是 A  B  相组合（A B通道相差1/4个周期） 上升沿 和下降沿 就能得到 X4  的图形

电机常用测速方法

测量方法：

对于 电机 转速 的测量  可以把  增量式  编码器 安装在电机上 用编码器的轴连接电机的轴， 用控制器（STM32）对编码器进行计数 最后通过 特定的方法 求出电机的转速。

测速方法：三种（M法、T法、MT法）

电机测速 M法：频率测量法

M法：

n（转速 r/s）= M0（编码器单位时间内的脉冲数） / （T0（单位时间）* C（单圈的脉冲数））
即 单位时间内的脉冲数 / 单圈的脉冲数
推导方法：
M0 / T0 = 1秒的总脉冲数 M1
M1 / C = 1秒转过多少圈（转速）

在理想 测量过程中 开始测量到结束测量（一个测量周期内） 得到的脉冲数 恰好是整数个脉冲数。

但实际上  开始计时时刻 和结束计时时刻 可能在 一个周期的任意一个位置

会使我们最大会有两个脉冲的误差。 

在速度越高时，2个脉冲误差的误差就比较小，

但在低速时，M0只有几个脉冲 此时2个脉冲误差的误差值就比较大.

 例：  已知 编码器转过一圈  脉冲数 4000， 在  2 S 内 测出来 产生脉冲数为 8000 可以理解为 

转过了2圈用了2S 转速就为1圈/秒。

电机测速 T法：周期测量法

T法：
n（转速 r/s）= F1（测量的脉冲频率） / （ C（单圈的脉冲数） * M2（测量的脉冲数）） = 1 / C * TE（编码器两个脉冲之间的时间）
推导方法 ：
1 / F1 = T1（周期）， T1 * M2 = TE
TE * C = T2 （编码器转一圈所用的时间）
1秒 / T2 （即1秒内转过多少圈 （转速） ）

T法更适合测低速 和M法相反

电机测速：MT法

F0和C都为常数  转速n由 M0 和M1决定 

STM32的编码器接口

（TM32定时器功能 编码器功能高级定时器 1 8 通用定时器 2 5 才有）

通过 计数方向 是+/- 得到 编码器 的 旋转方向   向上计数--正向  向下计数---反向

假设： TI1：编码器通道A    T12:编码器通道B   

TI1FP1:反向后的TI1 = 反向后的编码器通道A   TI2FP2:反向后的TI2 = 反向后的编码器通道B

相反信号的电平：计数时，所参考的 另一个通道的电平   

这些电平决定了 计数器的技术方向

通过上表整理得到下表：

TI1比TI2 提前1/4 个周期 

如果以 TI1边沿为检测边沿  当检测到TI1的上升沿（高电平）时 TI2为 低电平 此时计数器就向上计数一次  

当T1 为下降沿时 TI2为高电平  计数器 依旧 向上计数一次 

TI1比TI2落后1/4 个周期

以 TI1的边缘 作为检测边缘

当检测到TI1上升沿时  TI2为高电平  此时  计数器 向下 计数一次

下一个时刻 检测 TI1的 下降沿  TI2为低电平 此时 计数器 再向下  技术一次

代码实现方式：（时基初始化结构体 编码器初始化结构体）

高级定时器 1 8  通用定时器 2  5  都有 编码器接口

对于STM32结构体中

EncoderMode ：编码器模式 可以选择 通道A计数 通道B计数 A/B双通道计数
（实际上是选择 2倍频还是4倍频）

通道A   和通道B 的设置 是一样的！！

IC1/IC2Polarity： 输入捕获信号 极性选择   

在输入捕获模式中 用于选择 触发的边沿  但是在编码器模式中 用于输入的信号是否反向（这个和编码器计数触发边沿没有关系！！），只是用于匹配电机和编码器的旋转方向 

如果编码器的计数方向 与实际电机的旋转方向相反  只需要修改这一个选项就能匹配电机的旋转方向。 而不用再去修改硬件电路的连接。

选择 输入信号是否反向   用于 设定编码器输出的运动方向与实际的运动方向是相同还是相反  RISING是相同？？

IC1Selection ：选择 输入通道 是直连还是非直连  但 编码器模式 只能用于直连 

ICPrescaler 和 ICFilter ：对输入信号的 分频和滤波  在实际采样中会对采得的信号 进行补偿 所以这两个选项很少用