11. STM32. Програмування STM32F103. TIMER. Encoder

07.09.2016

Ще одна корисна функція таймера - робота з інкрементними (квадратурними) енкодерами. Ми налаштуємо таймер таким чином, щоб він обробляв сигнали з двох своїх вхідних каналів і змінював свій лічильник у зазначених межах. Тобто, коли ми будемо обертати енкодер в одному напрямку, лічильник таймера буде збільшуватися, в зворотньому - зменшуватися. У прикладі ми встановимо TIM_Period = 100. Це значить, що лічильник таймера буде зменшуватися або збільшуватися в залежності від напрямку обертів енкодера у цих межах. При прямому обертанні енкодера, коли лічильник дорахує до 100, він перестрибне на 0. При зворотньому напрямку, коли лічильник зменшиться до нуля, автоматично перестрибне на 100. Нам більше нічого не доведеться контролювати, лише зчитувати лічильник таймера. У наступному прикладі програма періодично опитує лічильник таймера і відправляє його значення у послідовний порт USART.

Схема:

У цьому прикладі я використовував контактний енкодер. На кожне клацання енкодера таймер змінюється на 2.

Приклад 1:


#include <stm32f10x.h>
#include <stm32f10x_gpio.h>
#include <stm32f10x_rcc.h>
#include <stm32f10x_tim.h>
#include <stm32f10x_usart.h>
#include <stdio.h>
#include <misc.h>

#define FORWARD		0
#define BACKWARD	1

#define NOREADY		0
#define READY		1
#define INIT		3

volatile uint8_t encoder_status = INIT;
volatile uint8_t encoder_direction = FORWARD;

void usart_init(void)
{
	    /* Enable USART1 and GPIOA clock */
	    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

	    /* Configure the GPIOs */
	    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	    /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

	    /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

	    /* Configure the USART1 */
	    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

	  /* USART1 configuration ------------------------------------------------------*/
	    /* USART1 configured as follow:
	          - BaudRate = 115200 baud
	          - Word Length = 8 Bits
	          - One Stop Bit
	          - No parity
	          - Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
	          - Receive and transmit enabled
	          - USART Clock disabled
	          - USART CPOL: Clock is active low
	          - USART CPHA: Data is captured on the middle
	          - USART LastBit: The clock pulse of the last data bit is not output to
	                           the SCLK pin
	    */
	    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
	    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

	    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

	    /* Enable USART1 */
	    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void USARTSend(const unsigned char *pucBuffer)
{
    while (*pucBuffer)
    {
        USART_SendData(USART1, *pucBuffer++);
        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
        {
        }
    }
}

void encoder_init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

	//Канали TIM3_CH1, TIM3_CH2 як вхід з підтяжкою
	GPIO_InitTypeDef gpio_cfg;
	gpio_cfg.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	gpio_cfg.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	gpio_cfg.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &gpio_cfg);

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

	/* Налаштовуємо TIM3 */
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIMER_InitStructure;
	TIM_TimeBaseStructInit(&TIMER_InitStructure);
	// Вказуємо TIM_Period - до скількох рахувати таймеру при обертах енкодера
	TIMER_InitStructure.TIM_Period = 100;
	// Дозволяємо рахувати у обидва боки
	TIMER_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up | TIM_CounterMode_Down;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIMER_InitStructure);

	/* Налаштовуємо Encoder Interface */
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);

	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

int main(void)
{
	int i;
	char buffer[80] = {`\0`};

	usart_init();
	encoder_init();

	while (1)
	{
		// Виводимо положення енкодера
		sprintf(buffer, "COUNTER: %d\r\n", TIM_GetCounter(TIM3));
		USARTSend(buffer);

		/* delay */
		for(i=0;i<0x100000;i++);
	}
}

Якщо Вам потрібно, щоб при переповненні лічильника таймера викликалось переривання, це можна зробити, як показано у наступному прикладі. У цьому прикладі TIM_Period = 1, і тепер переривання викликається при кожній зміні стану енкодера.

Приклад 2:


#include <stm32f10x.h>
#include <stm32f10x_gpio.h>
#include <stm32f10x_rcc.h>
#include <stm32f10x_tim.h>
#include <stm32f10x_usart.h>
#include <stdio.h>
#include <misc.h>

#define FORWARD		0
#define BACKWARD	1

#define NOREADY		0
#define READY		1
#define INIT		3

volatile uint8_t encoder_status = INIT;
volatile uint8_t encoder_direction = FORWARD;

void usart_init(void)
{
	    /* Enable USART1 and GPIOA clock */
	    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

	    /* Configure the GPIOs */
	    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	    /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

	    /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

	    /* Configure the USART1 */
	    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

	  /* USART1 configuration ------------------------------------------------------*/
	    /* USART1 configured as follow:
	          - BaudRate = 115200 baud
	          - Word Length = 8 Bits
	          - One Stop Bit
	          - No parity
	          - Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
	          - Receive and transmit enabled
	          - USART Clock disabled
	          - USART CPOL: Clock is active low
	          - USART CPHA: Data is captured on the middle
	          - USART LastBit: The clock pulse of the last data bit is not output to
	                           the SCLK pin
	    */
	    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
	    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

	    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

	    /* Enable USART1 */
	    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void USARTSend(const unsigned char *pucBuffer)
{
    while (*pucBuffer)
    {
        USART_SendData(USART1, *pucBuffer++);
        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
        {
        }
    }
}

void encoder_init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

	//Канали TIM3_CH1, TIM3_CH2 як вхід з підтяжкою
	GPIO_InitTypeDef gpio_cfg;
	gpio_cfg.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	gpio_cfg.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	gpio_cfg.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &gpio_cfg);

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

	// Налаштовуємо TIM3
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIMER_InitStructure;
	TIM_TimeBaseStructInit(&TIMER_InitStructure);
	// Встановлюємо TIM_Period = 1. Таймер рахуватиме до 1. Переривання буде викликатися при кожній зміні положення енкодера
	TIMER_InitStructure.TIM_Period = 1;
	TIMER_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up | TIM_CounterMode_Down;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIMER_InitStructure);

	// Налаштовуємо Encoder Interface та дозволяємо переривання
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

	NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);
}

void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);

		// Перше спрацювання відкидаємо. encoder_status == INIT може бути тільки один раз
		if (encoder_status == INIT)
			encoder_status = NOREADY;
		else
			encoder_status = READY;

		/* У регістрі TIM3_CR1 біт TIM_CR1_DIR буде напрямок обертання енкодера*/
		encoder_direction = (TIM3->CR1 & TIM_CR1_DIR ? BACKWARD : FORWARD);
	}
}

int main(void)
{
	char buffer[80] = {`\0`};

	usart_init();
	encoder_init();

	while (1)
	{
		if (encoder_status)
		{
			encoder_status = NOREADY;

			if (encoder_direction == FORWARD){
				sprintf(buffer, "FORWARD\r\n");
				//....
			}
			else{
				sprintf(buffer, "BACKWARD\r\n");
				//....
			}
			USARTSend(buffer);
		}
	}
}

Бажаю успіхів!

Дивись також:

STM32

Коментарі:

radiomanoff говорить:

11.04.2017 20:32

Дякую за матеріал, дуже допоміг.
Тільки я збирав проект через Cube MX, хоча також використав режим таймера - Encoder Mode. Все просто чудово працює

11. STM32. Програмування STM32F103. TIMER. Encoder

Категорії

Недавні записи

Tags

Архіви