编码器介绍

1.编码器简介

编码器是一种将直线位移、角位移数据转换为脉冲信号、二进制编码的设备
常用于测量物体运动的位置、角度或者速度

2.编码器分类

编码器分类：
1.按照检测原理可以分为光电式和磁电式。

2.按照编码类型可以分为绝对式和增量式。

常用的搭配有这四种：

1.光电+绝对式

2.光电+增量式

3.磁电+绝对式

4.磁电+增量式

3.编码器原理

磁电+增量式：利用霍尔效应，将位移转换为技术脉冲，用脉冲个数计算位移和速度

光电+增量式：利用光电系统，将位移转换为技术脉冲，用脉冲个数计算位移和速度

光电+绝对式：不同位置、角度时，光敏元件根据受光转换出相应电平信号，形成二进制数

4.编码器参数

分辨率：编码器可以测量的最小距离。对于增量式编码器，分辨率即转轴每旋转一圈所输出的脉冲数（PPR）

精度：编码器输出的信号数据与实际位置之间的误差“角分”，“角秒”表示

最大响应频率：编码器每秒能输出的最大脉冲数，单位Hz，也称PPS

最大转速：指的是编码器机械系统所能承受的最高转速

5.STM32编码器接口

STM32定时器的编码器接口模式相当于有方向选择的外部时钟。

注意：要根据芯片手册确定具体哪一个定时器支持编码器功能。

编码器接口技术原理：

1.通过TIMx_SMCR的位0:2控制边沿检测的方式。

2.根据TI1FP1(A)、T12FP2(B)脉冲信号的情况，决定时递增还是递减计数。

3.溢出时读取DIR位判断溢出方向，以计算总的计数次数变化量。

用编码器测试数据时，要选用一些算法（简单的有冒泡排序和一阶低通滤波）进行滤波，提高数据的准确性。

6.一阶低通滤波

公式：Y(n) = q*X(n)+(1-q)*Y(n-1)

其中Y(n)为本次滤波的输出值，X(n)为本次采样值，Y(n-1)为上次滤波输出值，q为滤波系数(0-1)

q越大，响应速度越快，但实测速度曲线不平滑。q越小，速度曲线越平滑，但响应速度满。

7.STM32代码编码器测速具体实现步骤

1.定时器初始化：初始化通道IO，配置定时器、编码器接口等，增加TIM6的更新中断

2.更新中断回调函数：处理溢出中断，判断溢出方向，记录溢出次数，计算电机速度

3.编码器计数函数：计算总的计数值，总计数值=计数器当前值+溢出次数*65536

4.电机速度计算函数：计算电机的转速，增加速度滤波功能（冒泡排序取中间的平均值，一阶低通滤波）