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STM32-10：TIM定时器-编码器模式
在编码器模式下，通过两根输入信号线，可以完成对旋转角度的检测等任务。本文章采用增量式旋转编码器。
增量型旋转编码器原理
在增量型旋转编码器下，一般有A和B两相输出信号，当顺时针旋转时，A相和B相均输出方波，不过B相的方波比A相方波提前，则A相上升沿时对应B相高电平，A相下降沿时对应B相低电平；而逆时针旋转时，B相比A相落后，因此A相上升沿时对应B相低电平，A相下降沿时对应B相高电平。这样便可以得知当前的旋转方向，再结合A相（或者B相）的上升沿数量，得知当前旋转角度。
NOTEA相和B相谁先谁后并不绝对，也可能根据具体原件的型号反转。此时便要在芯片配置界面中进行极性翻转等修改。
虽然可以用A相上升沿触发中断再检测B相电平信号实现计数，但高频的中断会占用过多计算资源，其他的任务反而无法正常运行。
因此，通用/高级定时器中为增量型编码器准备了专用的编码器接口。将A相和B相的信号接入到TI1和TI2中，引伸的TI1FP1和TI2FP2便接入到编码器接口，根据A相B相的信号控制计数器的增减。
目的：旋转旋转编码器时，舵机同步旋转；顺时针旋转使LED亮度增加，逆时针旋转使LED亮度减小。亮度限制在0-100之间，并将亮度实时显示在屏幕上。按下按钮可以切换LED。
芯片配置
- 在左侧Timers中选择TIM1，在Combined Channels下拉选择Encoder Mode即可启用定时器的编码器模式；
- 在右侧的芯片引脚处，可以看到PA8和PA9已经分别被设定为TIM1_CH1和TIM1_CH2；
- 在下侧的设置中，我们可以修改更多编码器模式的属性。
-
Encoder Mode：使用哪一通道的输入信号作为计数的标准，选择TI1则在TI1的上升沿/下降沿进行计数，当然也可以选择二者都计数；
-
Polarity：极性翻转，若需翻转上升沿/下降沿（高电平/低电平），则可更改此项，在其中一个通道启用后便可翻转增减；
-
Input Filter：输入滤波，写入15即可；
-
由于无法单独进行上升沿或下降沿的检测，因此我们将预分频器设置为二分频，即将Prescaler设置为2-1。
- 为了实现按键切换LED，再为PB15启用外部中断并添加用户标签
KEY，并在NVIC中启用EXTI line[15<10>] interrupts，并调节优先级使其优先级次于Time basetick timer。
代码配置
在main.c中声明宏与变量，要注意部分变量需要在main函数之外声明，之后会在stm32f1xx_it.c中使用：
#define BASE 32767 //使计数器以32767为原点，防止计数器从0减一到65535#define INITIAL_BRIGHTNESS 50-BRIGHTNESS_STEP //初始数据和实际的INITIAL_BRIGHTNESS相差BRIGHTNESS_STEP，使程序开始进行时屏幕上显示出的信息是实际的INITIAL_BRIGHTNESS#define INITIAL_DUTY 150-DUTY_STEP //初始数据和实际的INITIAL_DUTY相差DUTY_STEP，使程序开始进行时屏幕上显示出的信息是实际的INITIAL_BRIGHTNESS#define MIN_BRIGHTNESS 0#define MAX_BRIGHTNESS 255#define MIN_DUTY 50#define MAX_DUTY 250#define BRIGHTNESS_STEP 1 //每个编码器脉冲时，brightness增加多少#define DUTY_STEP -1*20 //每个编码器脉冲时，duty增加多少#define CHANNEL_RED 2#define CHANNEL_GREEN 1#define CHANNEL_BLUE 0uint16_t counter=0;uint8_t duty=INITIAL_DUTY;//占空比转换：counter每加1，duty-=20uint8_t brightness=INITIAL_BRIGHTNESS;//亮度转换：counter-BASE+50uint8_t channel_index=CHANNEL_BLUE;uint32_t channels[3]={TIM_CHANNEL_1,TIM_CHANNEL_2,TIM_CHANNEL_3};用于启用编码器的函数：
HAL_TIM_Encoder_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_ALL);与之前一致：
&htim1：操作的定时器的句柄；TIM_CHANNEL_ALL：启用的通道，TIM_CHANNEL_ALL则表示启用所有的通道。
完成对定时器的启动和初始化：
HAL_Delay(20);OLED_Init();HAL_TIM_Encoder_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_ALL);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, channels[channel_index]);HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3);__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, BASE+1);//初始数据和BASE相差1，用于触发更新，使程序开始进行时屏幕上就显示出信息__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, channels[channel_index], brightness);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_3, duty);在while(1)中写入代码，用于在计数器发生变化时更新OLED屏幕和PWM输出：
- 首先，检测计数器的变化，只有计数器值产生变化时才更新LED和舵机的占空比；
- 检测到计数器的变化后，与原点值
BASE:32767进行对比与计算即可知道有几个脉冲，以及是顺时针还是逆时针； - 接着，利用
counter与BASE作差得到的diff，计算出期望的占空比。若占空比超出了合法范围（MIN_DUTY-MAX_DUTY），则需将其约束回范围内； - 然后，更新OLED屏幕的显示状况；
- 最后，将计数器锚定回到原点值
BASE，防止计数器数值越界。至此，完成了一次检测与修改。
具体代码如下：
while (1){ uint16_t counter=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1); int16_t diff=(int16_t)(counter-BASE); if(diff){//计数器值产生变化时： //设置duty int16_t newduty=duty+DUTY_STEP*diff; if((newduty>=MIN_DUTY) && (newduty<=MAX_DUTY)){//若newduty还在MIN_DUTY(50)到MAX_DUTY(250)之间，则直接更改 duty+=DUTY_STEP*diff; } else if(newduty<MIN_DUTY){//若newduty已经超出了MIN_DUTY(50)的范围，说明已经达到下限，则将其设为MIN_DUTY(50) duty=MIN_DUTY; } else if(newduty>MAX_DUTY){//若newduty已经超出了MAX_DUTY(250)的范围，说明已经达到下限，则将其设为MAX_DUTY(250) duty=MAX_DUTY; } __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_3,duty);
//设置brightness int16_t newbrightness=brightness+BRIGHTNESS_STEP*diff; if((newbrightness>=0) && (newbrightness<=255)){//若newbrightness还在MIN_BRIGHTNESS(0)到MAX_BRIGHTNESS(255)之间，则直接更改 brightness+=BRIGHTNESS_STEP*diff; } else if(newbrightness<MIN_BRIGHTNESS){//若newbrightness已经超出了MIN_BRIGHTNESS(0)的范围，说明已经达到下限，则将其设为MIN_BRIGHTNESS(0) brightness=MIN_BRIGHTNESS; } else if(newbrightness>MAX_BRIGHTNESS){//若newbrightness已经超出了MAX_BRIGHTNESS(255)的范围，说明已经达到下限，则将其设为MAX_BRIGHTNESS(255) brightness=MAX_BRIGHTNESS; } __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, channels[channel_index],brightness);
//重新锚定计数器为BASE(32767)，防止计数器越界 __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, BASE);
//OLED屏幕显示 OLED_NewFrame(); char message[20]=""; sprintf(message, "brightness:%d",brightness); OLED_PrintString(0, 0, message, &font16x16, OLED_COLOR_NORMAL); sprintf(message, "duty:%d(%d.%d%%)",duty,(int)(2.5+(((float)duty-MIN_DUTY)/(MAX_DUTY-MIN_DUTY)*(12.5-2.5))),(int)(10*(2.5+(((float)duty-MIN_DUTY)/(MAX_DUTY-MIN_DUTY)*(12.5-2.5))))%10);//50-250 -> 2.5-12.5 OLED_PrintString(0, 16, message, &font16x16, OLED_COLOR_NORMAL); OLED_ShowFrame(); }}要实现按下按钮切换LED，需要用到之前讲过的外部中断。打开文件stm32f1xx_it.c，在这里修改中断函数EXTI15_10_IRQHandler(void)以实现使用外部中断切换LED。
但是在修改之前，还需要使用extern从main.c中引入外部变量以及引入tim.h：
/* Private includes ----------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN Includes */#include "tim.h"/* USER CODE END Includes *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV */extern uint8_t brightness;extern uint8_t channel_index;extern uint32_t channels[3];/* USER CODE END PV */然后，修改中断回调函数实现按键中断切换LED灯：
void EXTI15_10_IRQHandler(void){ /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 0 */ if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_Pin)==GPIO_PIN_RESET){ HAL_Delay(10); if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_Pin)==GPIO_PIN_RESET){ HAL_TIM_PWM_Stop(&htim3, channels[channel_index]); channel_index=(channel_index+1)%3; HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, channels[channel_index]); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, channels[channel_index], brightness); } } /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 0 */ HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Pin); /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 1 */
/* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 1 */}总结
相关函数
HAL_TIM_Encoder_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);//启用编码器模式旋转编码器原理
通过A相和B相两根输入信号线，并借助定时器的编码器模式，可以得知当前旋转角度。
STM32-10：TIM定时器-编码器模式
https://nf3eb.github.io/posts/stm32/stm32-10/ 部分信息可能已经过时
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