一、引入

（1）编码器接口的好处：

• 节约软件资源：外部中断计次，程序频繁进入中断，则软件资源会被简单频繁的工作给占用，效率不高
• 使用定时器的编码器接口，再配合编码器，就可以测量旋转速度和旋转方向

（2）编码器测速：

• 一般应用在电机控制的项目上，使用编码器测量电机的速度，然后再用PID算法进行闭环控制
• 一般电机转速比较高，会选择无接触式的霍尔传感器或者光栅

二、编码器接口（Encoder Interface）

三、正交编码器

四、编码器接口的电路结构

高级定时器和通用定时器都是一样的，每个定时器都只有一个编码器接口，基本定时器是没有编码器接口

（1）编码器接口的输入连接与核心资源

编码器接口的核心功能是通过检测编码器 A 相、B 相的相位信号实现计数，其输入部分的硬件与资源关联如下：

（2）编码器接口对输入捕获资源的复用

编码器接口虽然复用了 CH1 和 CH2 通道，但并非使用输入捕获单元的全部功能，具体复用的资源包括：

（3）与编码器接口无关的输入捕获资源

（4）编码器接口对计数的控制逻辑

编码器接口的输出部分本质上是一个 “从模式控制器”，其核心作用是根据 A 相、B 相的信号状态控制计数器（CNT）的计数行为（计数时钟和计数方向）：

此时的计数时钟和计数方向都处于编码器接口托管的状态

五、编码器接口的基本结构

（一）连接方式

输入捕获的前两个通道，通过GPIO口接入编码器的A、B相，然后通过滤波器和边沿检测极性选择，产生TI1FP1和TI2FP2 ，通向编码器接口，编码器接口通过预分频器控制CNT计数器的时钟，同时编码器接口根据编码器的旋转方向，控制CNT的计数方向

（二）运行逻辑

编码器正转时，CNT自增，编码器反转时，CNT自减

（三）使用补码的特性

这里ARR是有效的，一般设置ARR为最大量程65535，这样利用补码的特性很容易得到负数：

如正转，CNT正常自增；但反转CNT自减，0减一下，是65535，65534，65533

故将65535这个16位无符号数转为16位的有符号数，根据补码的定义，65535对应-1，65534对应-2，65533对应-3

六、工作细节

下表描述的就是编码器接口的工作逻辑

TI1FP1和TI2FP2就是A、B相，在A相和B相的上升沿或者下降沿触发计数

是向上计数还是向下计数呢？

取决于边沿信号发生的这一时刻，另一相的电平状态（即上标的相对信号的电平）

• 仅在TI1（TI2）计数，就是仅在一相的边沿技术，另一相边沿忽略，不计数

仅在TI1计数：仅在A相的上升沿和下降沿自增或自减，而B相的这两个状态忽略掉，不执行计数

仅在TI2计数：仅在B相的上升沿和下降沿计数，A相的边沿忽略，不计数

• 在TI1和TI2上计数（一般用这个模式）：

如果A相上升沿、A相下降沿、B相上升沿、B相下降沿这四种状态都执行自增或自减，即A相和B相的边沿都计数，正转的状态都向上计数，反转的状态都向下计数

七、例子

（一）实例1——两个引脚都不反相

    展示计数方向逻辑与正交编码器抗噪声的原理

    上图使用的就是两个引脚的边沿都计数的模式

    这里是TI1和TI2的时序信号，下面是计数器值的变化情况

（二）实例2——TI1反相、TI2不反相

     展示极性的变化对计数的影响

TI1反相是什么意思？——首先要理解这个极性选择的作用是什么

• TI1和TI2进来都会经过这个极性选择的部分，在输入捕获的情况下，这个极性选择是选择上升沿有效还是下降沿有效
• 但是编码器接口显然始终都是上升沿和下降沿都有效的，上升沿和下降沿都需要计次的

所以在编码器接口这里就不再是边沿的极性选择了，而是高低电平的极性选择

这意味着存在两个控制极性的参数，用于决定是否对 TI1 或 TI2 的信号进行极性反转

• 需要注意的是，在分析过程中，如果直接将 TI1 和 TI2 画成输入信号并对照相关表格，得到的计数方向可能是错误的。
• 因为 TI1 反相后，实际给到编码器接口的电平是 TI1 高低电平取反后的结果。
• 例如：第一个状态原本是 TI1 上升沿、TI2 低电平，经过 TI1 反相后，实际状态变为 TI1 下降沿、TI2 低电平，此时编码器会向下计数。

实例1和实例2的计数方向是相反的，这有什么用呢？

比如，当连接一个编码器时，若发现其数据的加减方向与预期相反 —— 即正转时计数器自减，反转时计数器自增，这时就可以通过调整极性来解决，只需将任意一个引脚（TI1 或 TI2）进行反相，就能实现计数方向的反转。不过，实际上想要反转计数方向，也可以直接将 A、B 相两个引脚互换。