STM32正交编码器接口

一、主要内容

1. 芯片型号、使用引脚及初始化程序源码

2. TIM2端口重映射问题

3. 与JTAG接口冲突时的现象及解决方法

二、芯片型号、使用引脚及初始化程序源码

芯片型号：STM32F103RET6 
使用定时器：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 
使用引脚： 
　　　　　TIM2—PA15、PB3（remap） 
　　　　　TIM3—PA6、PA7 
　　　　　TIM4—PB6、PB7 
　　　　　TIM5—PA0、PA1 
初始化程序源码： 
（其中TIM2的配置有特殊需要注意的地方，其他配置相同，调试时遇到的问题和解决方法见下文）

#include "stm32f10x.h"

#include "encoder.h"

void TIM2_Mode_Config(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;      

    //PA15 ch1, PB3 ch2 

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);        // 关闭JTAG功能

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);            // 重映射TIM2的CH1、CH2到PA15和PB3

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;         

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                           

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;         

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                           

    TIM_DeInit(TIM2);

    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50000;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1 ;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);              

    TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);

    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;

    TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

    //Reset counter

    TIM2->CNT = 0;

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

}

void TIM3_Mode_Config(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;      

    //PA6 ch1, PA7 ch2 

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;         

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                           

    TIM_DeInit(TIM3);

    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50000;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1 ;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);              

    TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);

    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;

    TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);

    //Reset counter

    TIM3->CNT = 0;

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

}

void TIM4_Mode_Config(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;      

    //PB6 ch1, PB7 ch2 

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;         

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                           

    TIM_DeInit(TIM4);

    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50000;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);              

    TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);

    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;

    TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);

    TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);

    //Reset counter

    TIM4->CNT = 0;

    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);

}

void TIM5_Mode_Config(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;      

    //PA0 ch1 A,PA1 ch2 

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;         

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                           

    TIM_DeInit(TIM5);

    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50000;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);              

    TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM5, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_BothEdge ,TIM_ICPolarity_BothEdge);

    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6;

    TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM5, TIM_FLAG_Update);

    TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update, ENABLE);

    //Reset counter

    TIM5->CNT = 0;

    TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);

}

在使用时，读取TIMx->CNT寄存器中的数据即可。

三、 TIM2端口重映射问题

问题描述

在一开始调试的时候，TIM2的初始化程序和其他定时器的相同，这时旋转TIM2连接的编码器，计数没有变化，旋转TIM5连接的编码器时，TIM2和TIM5的计数同时变化并且数值相同。

解决方法

从手册中可以看出PA15和PB3的TIM2功能需要进行重映射，否则在PA0和PA1上编码器信号既进入TIM2，又进入TIM5，因此会导致TIM2和TIM5的计数相同。

在PA15和PB3作为TIM2编码器信号输入引脚时，需要进行IO重映射：

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);            // 重映射TIM2的CH1、CH2到PA15和PB31

四、与JTAG接口冲突时的现象及解决方法

问题描述

在TIM2进行IO重映射后，仍不能正常使用，无论如何旋转编码器，计数器的值只有0、1、MAX三个值（在0上+1或-1）

解决方法

 
从手册中编码器模式下的计数器变化过程中可以看出，当两相编码器的一个信号不变，另一个信号变化时，计数器计数值会在某个数值上下波动，和上述问题情况类似，因此猜测是因为编码器其中一相的信号没有捕获到。 
 
 
再次查阅手册发现PA15和PB3引脚的默认功能为JTAG功能，需要关闭后才能正确使用，否则JTDO为输出引脚，无法捕获到编码器信号，所以会出现计数值只有0，1，MAX三个值的现象。这里仅关闭JTAG功能，保留SWD以便调试使用：

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);        // 关闭JTAG功能12

五、参考链接

http://blog.csdn.net/wang328452854/article/details/50579832 
http://www.openedv.com/posts/list/54017.htm 
http://www.openedv.com/posts/list/0/57077.htm