5.EV_HC32F460_Timer之正交编码器调试

gao_hex

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简介

Timer

HC32F460 中与 PWM 相关的外设有

– 3 个多功能 16bit PWM Timer（Timer6）
– 3 个 16bit 电机 PWM Timer（Timer4）
– 6 个 16bit 通用 Timer（TimerA）
– 2 个 16bit 基础 Timer（Timer0）

    其中（Timer6）支持 6 路互补 PWM输出，可以用做正交编码器接口、而（Timer4）3 个电机 PWM，支持 18 路互补 PWM 输出、通用定时器（TimerA）、支持 3 路 3 相正交编码输入及 48 路独立可调占空比的 PWM 、

    通用定时器（Timer0）是一个可以实现同步计数 、异步计数两种方式的基本定时器。该定时器内含 2 个通道，可以在计数期间产生比较匹配事件。该事件可以触发中断，也可作为事件输出来控制其它模块等。

正交编码器

        在本章中需要配置调试的是正交编码器功能，在这几个定时器外设中有正交编码接口功能的 Timer 为 Timer6 和 TimerA

Timer6 中将 TIM6_<t>_PWMA 输入看作 AIN 输入、 TIM6_<t>_PWMB 输入看作 BIN 输入、TIM6_TRIGA-B 中的任意一个输入看作 ZIN 输入， Timer6 就可以实现三路输入的正交编码计数。

TimerA 中将 TIMA_<t>_CLKA 输入看作 AIN 输入、 TIMA_<t>_CLKB 输入看作 BIN 输入、TIMA_<t>_TRIG 输入看作 ZIN 输入， TimerA 就可以实现三路输入的正交编码计数。

       在 TimerA 中共计 6 个单元，每个单元有八个通道

硬件

       本章硬件端口的确定要从自己选定的正交编码端口去查找，我们使用TimerA的正交编码功能，我们要找到的是TIMA_<t>_CLKA、TIMA_<t>_CLKB、TIMA_<t>_TRIG，这三类端口（其中t=1~6）对应编码器的 ABZ在数据手册的引脚功能表中我们能找到相应的引脚，其引脚复用功能4、5、6都是关于TimerA 的，本章官方的示例代码中我们结合文档详细讲解其配置和使用。通过理解官方 Encoder 功能的配置来学习如和使用 HC32F460的Encoder 功能。

       在官方的 Encoder 功能的例程中使用的是端口PE9 PE11（除PA11、PA12不支持5V耐压外其余全支持5V耐压），我用的是伺服电机上的5V光电编码器。

使用的接口

 

如上图所示编码器 AB 的接口在 PE9 PE11

软件

先对大概的配置做个简介，这样感觉更好去理解。TimerA 的工作时钟源为 PCLK1，配置正交编码器需要使用到单片机的中断，中断单片机的灵魂，这里先简单讲解一下与本篇章相关的中断，至于整体的中断感觉还要像时钟那样单独写一篇，我脚着有必要，哈哈。华大的中断和STM32的中断有点差别的，目前先简单讲解一下。在配置的时候会遇到两个单词首写，Inc Dec 这两个，对我的英语水平感觉 Up Down 比较好，哈哈。

Increase  增加

Decline  下降

时钟初始化函数

系统时钟的初始化这个和前面讲解都类似的，可以参照代码中的注释及前面时钟介绍的文章很好理解的，下面的是系统时钟代码的注释及配置流程。主要时配置了几个工作时钟的频率，这个工作时钟在用户手册的4.4节有详细介绍，可以参照用户手册来了解学习。然后就是倍频器的配置了，主要时配置MPLL 因为MPLLP是系统时钟的选择源之一。配置流程及代码含义的详细请查看下列代码的配置。

下图红框标注的要去用户手册了解一下，用户手册 7.4.1 章。

TimerA的配置函数概述

配置使能 TimerA 单元1的时钟，配置端口功能的复用，然后就是TimerA 的基础初始化，TimerA 的正交编码功能初始化，最后其对相关的中断功能进行初始化。TimerA的基础功能配置为锯齿波模式，不与其他单元一起启动，配置周期基准(寄存器PERAR)。 编码器功能的配置，配置为当 ClkB 为高电平时 ClkA 上升沿时硬件递加有效（TMRA_HCUPR[6]），当 ClkB 为低电平时 ClkA 下降沿时硬件递减有效（TMRA_HCDOR[5]），使能 ClkA ClkB输入端口滤波功能使能，滤波采样基准时钟选择CA CB （PCLK1的四分频）这个地方用户手册上写的PCLK 我理解的是PCLK1，大家可以注意看一下。

 中断的配置，这个地方需要花点时间理解，目前的话我理解的是中断可以随意配置到中断向量表的任意一个，配置相对稍稍麻烦些，或者不熟悉的原因。

TimerA的配置函数代码详注

上述对配置过程大致做了概括，下面的话就看代码了。下面对代码的每一句进行了详细注释，中断的注册函数相对比较麻烦一点，会放在中断的篇章中讲解，大致和时钟概述那篇差不多的形式，单独写一篇。

中断回调函数处理

代码中是使相应的LED电平进行反转。

溢出中断函数处理

更新中断函数处理

编码器的处理，看下图逻辑分析仪对编码器的采样图，这个编码器的话是差分的接口，所有我们直接看通道0、2（或者1、3），假设Channel0连接在端口ClkA 上，Channel2连接到端口ClkB上，我们配置的是当 ClkB 为高电平时 ClkA 上升沿时硬件递加有效、当 ClkB 为低电平时 ClkA 上升沿时硬件递减有效。对照下图中我们看Channel0上升沿时对应Channel2的电平状态，可以看出硬件递加对应的电机顺时针旋转时的编码器波形，硬件递减对应的时电机逆时针旋转时的编码器波形。这样对应编码器的精度能计算出电机位置了，Z的话是计算电机转的圈数。

顺时针旋转

逆时针旋转

主函数 main() 处理

主函数内容就比较简单，这里不用详细讲了，看注释就可。

总结

       大概内容差不多了，说一下感受吧，中断可以随意配置到向量表的任意一个，我这么理解的，但是吧我是觉得终端配置是有些繁琐的，但是写的库函数就不必担心这些东西了，只要调用相应的函数即可，写寄存器的话就稍稍比较麻烦些了。总体感觉还是不错毕竟刚刚上手。接下来会写篇关于中断的吧，毕竟是单片机的灵魂，有必要写一篇，这个就到这里了。如有错误之处还请大佬指出，互相学习，嘿嘿。

 

注释好的代码在附件中，互相交流学习。

 

 

Jacktang

楼主有空可以介绍一下华大的中断和STM32单片机，在中断有哪些配置不一样的地方

gao_hex

Jacktang 发表于 2021-5-24 20:22 楼主有空可以介绍一下华大的中断和STM32单片机，在中断有哪些配置不一样的地方

嗯嗯  在写了，下班时间写一点，周末没事的话，周日前可以写好，