stm32F4编码器测速并通过串口打印--- 程序源码

一、使用cubeMX软件对程序需要使用的端口和资源进行初始化。
为了保持程序的简洁性，这里仅使用一个串口和一路通用定时器。
（1）引脚的初始化

注：在引脚配置这里，是没有编码器模式的，不知道为什么。高级寄存器是由combined channels选项的。
这里先暂时选择为Input Capture direct mode,后面在针对具体的代码进行修改即可。
（2）时钟的配置

（3）串口资源的配置

（4）定时器的配置

（5）中断的配置
这里不适用串口来接收数据，所以串口的中断也不用打开。这里需要打开定时器的中断，在定时器发生上下计数溢出时，需要对进行记录，保证记录的准确性。

（6）最后生成的定时器初始化代码如下：

static void MX_TIM3_Init(void)

{

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;

  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;

  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;

  htim3.Instance = TIM3;

  htim3.Init.Prescaler = 0;

  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

  htim3.Init.Period = 65535;

  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;

  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  if (HAL_TIM_IC_Init(&htim3) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;

  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;

  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;

  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;

  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

  sConfigIC.ICFilter = 0;

  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim3, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim3, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

}

去掉Input Capture模式配置的代码，对代码修改如下：

void MX_TIM3_Init(void)

{    

 htimx_Encoder.Instance = TIM3; 

htim3.Init.Prescaler = 0; 

htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; 

htim3.Init.Period = 65535; 

htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;  

//HAL_TIM_Base_Init(&htimx_Encoder); 

sEncoderConfig.EncoderMode  = TIM_ENCODERMODE_TIx;  

sEncoderConfig.IC1Polarity  = TIM_ICPOLARITY_RISING;      

sEncoderConfig.IC1Selection       = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;   

sEncoderConfig.IC1Prescaler       = TIM_ICPSC_DIV1;    

sEncoderConfig.IC1Filter          = 0;     

sEncoderConfig.IC2Polarity        = TIM_ICPOLARITY_RISING;    

sEncoderConfig.IC2Selection       = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;     

sEncoderConfig.IC2Prescaler       = TIM_ICPSC_DIV1;    

sEncoderConfig.IC2Filter          = 0;   

__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htimx_Encoder,0);     

HAL_TIM_Encoder_Init(&htimx_Encoder, &sEncoderConfig);      

__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htimx_Encoder, TIM_IT_UPDATE);  //清除更新中断标志位   

__HAL_TIM_URS_ENABLE(&htimx_Encoder);          //仅允许计数器溢出才产生更新中断   

__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htimx_Encoder,TIM_IT_UPDATE);  //使能更新中断     

HAL_NVIC_SetPriority(ENCODER_TIM_IRQn, 0, 0);    HAL_NVIC_EnableIRQ(ENCODER_TIM_IRQn); }

主函数代码不多说，直接贴上了。 

#include "main.h"

#include "stm32f4xx_hal.h"

#include "string.h"

#define SAMPLING_PERIOD             20    // 采样周期;单位20ms

TIM_HandleTypeDef htim3;

UART_HandleTypeDef huart1;

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

static void MX_TIM3_Init(void);

static void MX_USART1_UART_Init(void);

static void MX_NVIC_Init(void);

void ENCODER_TIMx_Init(void);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/

#define SAMPLING                  0x01    // 采样标记

#define TXD                       0x02    // 发送数据标记   

#define MPR                         5     //丝杠单圈距离;单位：mm/r       

#define PSPM           ((600*4)/MPR)      //单位距离输出的脉冲数，根据实际的轮子或连杆计算

/* USER CODE END PFP */

#define abs(x)                    ((x)<0?(-x):(x))

__IO uint16_t time_count=0;         // 时间计数，每1ms增加一(与滴答定时器频率有关)

__IO int32_t CaptureNumber=0;       // 输入捕获数

__IO int32_t Last_CaptureNumber=0;  // 上一次捕获值

__IO static int16_t Speed = 50;     // 换算为丝杠上行进的速度,单位为:0.1mm/s所以实际速度是5mm/s

__IO uint16_t SUM_Pulse = 0;      

__IO int16_t MSF = 0;               // 电机反馈速度

__IO float MMPS = 0;                // mm Per Seconed (mm/s)

__IO uint8_t Time_Flag = 0;         // 标记时间

uint8_t aTxBuffer[60];        

int16_t OverflowCount=0;             // 编码器计数溢出 计数器

TIM_HandleTypeDef    htimx_Encoder;

/* Timer Encoder Configuration Structure declaration */

TIM_Encoder_InitTypeDef sEncoderConfig;

int main(void)

{

  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();

  //MX_TIM3_Init();

   ENCODER_TIMx_Init();

   HAL_TIM_Encoder_Start(&htimx_Encoder, TIM_CHANNEL_ALL);

  MX_USART1_UART_Init();

  /* Initialize interrupts */

  MX_NVIC_Init();

int a=0;

  while (1)

  {

if(Time_Flag & SAMPLING){

MSF = CaptureNumber  - Last_CaptureNumber;

Last_CaptureNumber = CaptureNumber;

MSF = abs(MSF);

MMPS = (float)(MSF*500/PSPM);

CaptureNumber = 65535*OverflowCount+__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htimx_Encoder);

     //计算单位之间内脉冲个数。

     Time_Flag &= ~SAMPLING; 

   }

     if(Time_Flag & TXD)

    {

sprintf(aTxBuffer,"编码器当前值为: %d   当前速度为:  %.2f mm/s\n",CaptureNumber,MMPS);

      HAL_UART_Transmit(&huart1,aTxBuffer,strlen((const char*)aTxBuffer),1000);

      Time_Flag &= ~TXD;

    }

  }

}

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

{

   if(__HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htimx_Encoder)){

    OverflowCount--;       //向下计数溢出

}

  else

{

    OverflowCount++;       //向上计数溢出

}

 __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htimx_Encoder, TIM_IT_UPDATE);//很重要

}

int fputc(int ch, FILE *f)

{

  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);

  return ch;

}

/**

  * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

int fgetc(FILE * f)

{

  uint8_t ch = 0;

  while(HAL_UART_Receive(&huart1,&ch, 1, 0xffff)!=HAL_OK);

  return ch;

}

void HAL_SYSTICK_Callback(void)

{

  // 每1ms自动增一

  time_count++;         

  if(time_count%(20) == 0)// 20ms读取一次编码器数值

  {

    Time_Flag |= SAMPLING;

  }

  else if(time_count>=1000)        //1s发送一次数据

  {

    Time_Flag |= TXD;

    time_count=0;

  }

}

/** System Clock Configuration

*/

void SystemClock_Config(void)

{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;

  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

 /**Configure the main internal regulator output voltage 

    */

  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();

  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;

  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

    /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 

    */

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;

  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

    /**Configure the Systick interrupt time 

    */

  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

    /**Configure the Systick 

    */

  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

  /* SysTick_IRQn interrupt configuration */

  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);

}

/**

  * 函数功能: 通用定时器初始化并配置通道PWM输出

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明: 无

  */

void ENCODER_TIMx_Init(void)

{    

  htimx_Encoder.Instance = TIM3;

  htimx_Encoder.Init.Prescaler = 0;

  htimx_Encoder.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

  htimx_Encoder.Init.Period = 0xFFFF;

  htimx_Encoder.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

  HAL_TIM_Base_Init(&htimx_Encoder);

  sEncoderConfig.EncoderMode        = TIM_ENCODERMODE_TI12;  

  sEncoderConfig.IC1Polarity        = TIM_ICPOLARITY_RISING;   

  sEncoderConfig.IC1Selection       = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;  

  sEncoderConfig.IC1Prescaler       = TIM_ICPSC_DIV1; 

  sEncoderConfig.IC1Filter          = 0;

  sEncoderConfig.IC2Polarity        = TIM_ICPOLARITY_RISING;   

  sEncoderConfig.IC2Selection       = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;  

  sEncoderConfig.IC2Prescaler       = TIM_ICPSC_DIV1; 

  sEncoderConfig.IC2Filter          = 0;

  HAL_TIM_Encoder_Init(&htimx_Encoder, &sEncoderConfig);

  //

  __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htimx_Encoder, TIM_IT_UPDATE);  //清除更新中断标志位

  __HAL_TIM_URS_ENABLE(&htimx_Encoder);               //仅允许计数器溢出才产生更新中断

  __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htimx_Encoder,TIM_IT_UPDATE);  //使能更新中断

  HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 0, 0);    //这里只是设置一个总的中断。其他的中断还需要另外设置。

  HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);           //不像外部按键中断，外部中断比较简单只有一个。

}

static void MX_NVIC_Init(void)

{

  /* TIM3_IRQn interrupt configuration */

  HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 0, 0);

  HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);

}

/* TIM3 init function */

static void MX_TIM3_Init(void)

{

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;

  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;

  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;

  htim3.Instance = TIM3;

  htim3.Init.Prescaler = 0;

  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

  htim3.Init.Period = 65535;

  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;

  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  if (HAL_TIM_IC_Init(&htim3) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;

  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;

  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;

  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;

  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

  sConfigIC.ICFilter = 0;

  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim3, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim3, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

}

/* USART1 init function */

static void MX_USART1_UART_Init(void)

{

  huart1.Instance = USART1;

  huart1.Init.BaudRate = 115200;

  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;

  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;

  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;

  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;

  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;

  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;

  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)

  {

    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);

  }

}

static void MX_GPIO_Init(void)

{

  /* GPIO Ports Clock Enable */

  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

}

/**

  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.

  * @param  None

  * @retval None

  */

void _Error_Handler(char * file, int line)

{

  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */

  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  while(1) 

  {

  }

  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ 

}

#ifdef USE_FULL_ASSERT

/**

   * @brief Reports the name of the source file and the source line number

   * where the assert_param error has occurred.

   * @param file: pointer to the source file name

   * @param line: assert_param error line source number

   * @retval None

   */

void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)

{

  /* USER CODE BEGIN 6 */

  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,

    ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

  /* USER CODE END 6 */

}

#endif