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【STM32编码器接口测速】实现测速功能

backend 2025/7/29 5:09:11

演示视频：STM32 编码接口测速_哔哩哔哩_bilibili

一、前言

在电机控制与运动系统开发中，速度检测是一个核心环节。本次我们使用 STM32F103 的 TIM3 编码器接口模式 配合 定时器中断，实现对增量型编码器的转速测量，并通过 OLED 实时显示当前速度。

本文适合具有基础 STM32 外设编程能力的同学阅读，使用环境如下：

主控芯片：STM32F103C8T6（或相同系列）
开发环境：Keil MDK
显示模块：0.96寸 OLED（I2C）
测速对象：接入编码器的电机
关键外设：TIM3（编码器模式）、TIM2（定时中断）

二、原理简述

1、编码器测速核心思路：

使用 TIM3 的编码器接口模式采集 A/B 相脉冲
每隔固定时间（例如 1s）读取 TIM3 的计数值
读取后立即清零，得到这 1s 内的增量，即速度

2、编码器接口配置

STM32 的高级/通用定时器支持 编码器接口模式（Encoder Interface Mode），通过配置：

TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);

定时器就可自动识别 A/B 相信号，正转加，反转减，无需手动解码，高效可靠。

三、接线说明

编码器引脚	接 STM32 引脚
A 相	PA6 (TIM3_CH1)
B 相	PA7 (TIM3_CH2)
VCC/GND	3.3V / GND

四、核心代码

1. 编码器初始化 `Encoder.c`

void Encoder_Init(void){RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}int16_t Encoder_Get(void){int16_t val = TIM_GetCounter(TIM3);TIM_SetCounter(TIM3, 0); // 清零计数器，方便下次测速return val;
}

2. 定时器初始化（1s周期）`Timer.c`

void Timer_Init(void){RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;    // 1sTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1; // 0.1ms/计TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

3. 主函数 `main.c`

#include "stm32f10x.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"int16_t Speed;int main(){OLED_Init();Timer_Init();Encoder_Init();OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");while(1){OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 5);}
}void TIM2_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){Speed = Encoder_Get(); // 获取当前速度（单位：脉冲/1s）TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);}
}