В данном уроке мы с Вами подключим энкодер к микроконтроллеру STM32F103.
Алгоритм работы энкодера довольно простой:
При кручении ручки влево или в право у нас на выходе меняются состояния логических уровней, считывая эти состояния мы и определяем направление вращения ручки.
Мы с Вами напишем два разных кода, один будет работать с использованием прерывания, второй будет работать в основном цикле.
Программный код с использованием прерывание:
// Максимальное значение уровня громкости
#define VOLUME_MAX_VAL 51
// Текущий уровень громкости
volatile
uint8_t nVol = 10;
int
main(
void
) {
// Включаем тактирование модуля ввода-вывода 'B'
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
// Переменные (структуры) для инициализации
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
// Прерывания - это альтернативная функция порта, включаем
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
// Настройка пинов B0 и B1
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
// Вход с подтяжкой вверх
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// Добавляем вектор прерывания
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
// Устанавливаем приоритет
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x08;
// 0x00 - 0x0F
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x08;
// Разрешаем прерывание
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
// PB0 подключен к EXTI_Line0
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);
EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0;
// Разрешаем прерывание
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
// По спаду
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
while
(1) {
// * * *
}
}
// Обработчик прерывания для энкодера по спаду PB0
void
EXTI0_IRQHandler(
void
) {
uint32_t nCount = 3;
// Убеждаемся, что флаг прерывания установлен
if
(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
if
(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 1) {
// Кто-то крутит ручку по часовой стрелке
if
(nVol < VOLUME_MAX_VAL) {
nVol++;
}
}
else
{
// Ручку крутят против часовой стрелки
if
(nVol > 0) {
nVol--;
}
}
for
(nCount *= 100000; nCount; nCount--);
// Сбрасываем флаг прерывания
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}
}
#define FORWARD 0
#define BACKWARD 1
#define NOREADY 0
#define READY 1
#define INIT 3
volatile uint8_t encoder_status = INIT;
volatile uint8_t encoder_direction = FORWARD;
void usart_init(void)
{
/* Enable USART1 and GPIOA clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
/* Configure the GPIOs */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure the USART1 */
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* USART1 configuration ——————————————————*/
/* USART1 configured as follow:
— BaudRate = 115200 baud
— Word Length = 8 Bits
— One Stop Bit
— No parity
— Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
— Receive and transmit enabled
— USART Clock disabled
— USART CPOL: Clock is active low
— USART CPHA: Data is captured on the middle
— USART LastBit: The clock pulse of the last data bit is not output to
the SCLK pin
*/
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
/* Enable USART1 */
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USARTSend(const unsigned char *pucBuffer)
{
while (*pucBuffer)
{
USART_SendData(USART1, *pucBuffer++);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
{
}
}
}
void encoder_init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//Канали TIM3_CH1, TIM3_CH2 як вхід з підтяжкою
GPIO_InitTypeDef gpio_cfg;
gpio_cfg.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
gpio_cfg.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
gpio_cfg.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &gpio_cfg);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
// Налаштовуємо TIM3
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIMER_InitStructure;
TIM_TimeBaseStructInit(&TIMER_InitStructure);
// Встановлюємо TIM_Period = 1. Таймер рахуватиме до 1. Переривання буде викликатися при кожній зміні положення енкодера
TIMER_InitStructure.TIM_Period = 1;
TIMER_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up | TIM_CounterMode_Down;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIMER_InitStructure);
// Налаштовуємо Encoder Interface та дозволяємо переривання
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);
}
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
// Перше спрацювання відкидаємо. encoder_status == INIT може бути тільки один раз
if (encoder_status == INIT)
encoder_status = NOREADY;
else
encoder_status = READY;
/* У регістрі TIM3_CR1 біт TIM_CR1_DIR буде напрямок обертання енкодера*/
encoder_direction = (TIM3->CR1 & TIM_CR1_DIR ? BACKWARD : FORWARD);
}
}
int main(void)
{
char buffer[80] = {`\0`};
usart_init();
encoder_init();
while (1)
{
if (encoder_status)
{
encoder_status = NOREADY;
if (encoder_direction == FORWARD){
sprintf(buffer, «FORWARD\r\n»);
//….
}
else{
sprintf(buffer, «BACKWARD\r\n»);
//….
}
USARTSend(buffer);
}
}
}