STM32电机编码器测速代码实现与避坑指南

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AB 相编码器工作原理
增量式编码器通过 A、B 两相输出相位差 90°的方波信号。每转产生的脉冲数（PPR）决定分辨率，例如 500 线编码器每转输出 500 个脉冲。正转时 A 相领先 B 相 90°，反转时 B 相领先 A 相 90°。
测速核心逻辑
脉冲计数法 ：统计固定时间内的脉冲数，适用于低速场景
周期测量法 ：测量相邻脉冲的时间间隔，适合高速场景
混合模式 ：STM32 定时器的编码器模式可同时实现计数和方向检测

定时器编码器模式（推荐）
硬件自动处理双沿计数，不占用 CPU 资源
自带方向判断逻辑，抗干扰能力强
最高支持 72MHz 计数频率（STM32F4）
外部中断方案
需要手动处理双相跳变沿
高频脉冲下易丢失中断
代码复杂度高，适合低分辨率编码器

// 初始化代码片段
TIM_Encoder_InitTypeDef encoder_config = {0};
encoder_config.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI12; // 双相计数模式
encoder_config.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;
encoder_config.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
encoder_config.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
encoder_config.IC1Filter = 6; // 设置输入滤波 (0-15)

HAL_TIM_Encoder_Init(&htim3, &encoder_config);
HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);

// 每 100ms 采样周期计算转速 (RPM)
int32_t get_rpm(TIM_HandleTypeDef *htim, uint16_t ppr) {
  static int32_t last_count = 0;
  int32_t current_count = (int32_t)htim->Instance->CNT;
  int32_t delta = current_count - last_count;
  last_count = current_count;

  // 公式：转速 = (Δ 脉冲数 × 60000) / (PPR × 采样周期 ms)
  return (delta * 60000) / (ppr * 100); 
}

// 通过 TIMx->CR1.DIR 位获取方向
#define IS_REVERSE(htim) ((htim)->Instance->CR1 & TIM_CR1_DIR)

高转速溢出处理
启用定时器溢出中断，在中断中维护 32 位计数器

示例代码：

// 在中断回调中扩展计数范围
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {if(htim == &htim3) {overflow_count += (htim->Instance->CR1 & TIM_CR1_DIR) ? -65536 : 65536;
  }
}