1.编码电机简介

编码电机常由直流减速电机和编码器组成。编码电机的好处也就在于编码器，可以通过编码器来判断电机的速度和位置。

可以说用来调试PID算法是必备的，我到后面电机基本上就使用编码电机了。

想要明确使用好编码电机，我认为有两点必须要搞懂，一是编码器，二是减速比。

否则你连编码电机转一圈的计数值都不知道，何来调试一说呢？

1.编码器

编码器的工作原理，说复杂也不复杂，说简单讲起来也极为费口舌。以实用为目的的话，其实搞清楚两点就好，这样看起来更简单明了。

图来源江科大

编码器测速的原理在于霍尔传感器。上图中黑色圆圈为磁铁，磁铁旁边两个小黑块就是霍尔传感器，电机转动，带动磁铁转动，两个霍尔传感器便会输出方波。

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因为霍尔传感器相对于磁铁，呈90度放置，因此两个霍尔传感器输出的方波会相差90度，也就是图中A相、B相方波相差半格。

因为A、B相相差半格，因此可以通过A、B相相对输出的波形，来判断旋转的方向。

磁铁转一圈，输出的脉冲数，与磁铁的南北极分布有关。图中A、B相输出波形为11个脉冲，说明磁铁共有22个极，11个对极。

简单理解，编码器转一圈所输出的波形长短，与磁铁有关，如上所示，磁铁有11个对极，编码器会输出11个脉冲，就称为这个编码器为11线编码器。

如果你的代码写的定时器是通过上下沿来判断波形，那么A、B两相，你的编码器旋转一圈，则你的定时器CNT计数值会增加11 * 2 * 2 = 44. 

当然，这是以11线编码器举例，不同的编码器，线速不同，旋转一圈增加的计数值也不同。我买过一个13线的编码器，旋转一圈，CNT计数值就增加52了。

只理解了编码器是远远不够的，还有一个地方，也决定了计数值的大小，就是减速电机

2.减速比

直流电机旋转速度较快，减速器可以通过齿轮来降低电机的转速，来提高扭矩，增加扭力。

编码器是套在直流电机上的，直流电机旋转一圈，编码器便会旋转一圈，但因为减速器的存在，电机实际上输出的并没有达到一圈。

此时减速比便出现了，减速比就是减速电机旋转一圈，比上直流电机需要旋转多少圈。

例如，你的减速器的减速比为1：10，那此时，你电机旋转一圈，所输出的计数值应该是上面计算的44再乘上个10，也就是44 * 10 = 440。

也就是说，直流减速电机旋转一圈，你的定时器CNT计数值会增加440.

所以说，影响CNT计数值的是两个因素，一是编码器线数，一是减速比。

直流减速编码器电机旋转一圈，增加的计数值计算方式应该为：线速 * 减速比 *4（定时器检测波形的方式会导致这数的改变）

2.实操代码

想要使用电机，还需要电机驱动的帮助，我本人常使用的是TB6612，如果不熟悉的话，可以看我上一篇博客

想要使用编码电机，需要用到6根线，两条为电机的驱动电源线，一条VCC，为编码器供电，一条GND，为编码器接地，两条编码器的信号线。

接线如图所示

所用代码如下

首先是配置定时器，用的TIM3

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_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

int16_t Encoder_Get(void)
{
	int16_t Temp;
	Temp = TIM_GetCounter(TIM3);
	TIM_SetCounter(TIM3, 0);
	return Temp;
}

再然后是主程序，用来测试代码和观察现象，这里还用到了另一个定时器，每经过一定时间便返回一次编码器计数值

int16_t Speed;
int16_t Location;

int main(void)
{
	Timer_Init();
	
	Encoder_Init();
	OLED_Init();
	
	
	while(1)
	{
		
		
		OLED_Printf(0,0,OLED_8X16,"Speed:%+05d",Speed);
		OLED_Printf(0,16,OLED_8X16,"Location:%+05d",Location);
		
		OLED_Update();
	}
}

void TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
	static uint16_t Count;
		
	if(TIM_GetITStatus(TIM1,TIM_IT_Update)==SET)
	{
		Count ++;
		if(Count >= 40) {
			
			Count = 0;
			
			Speed = Encoder_Get();
			Location += Speed;
		}
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM1,TIM_IT_Update);
	}
}

左右旋转电机，能发现speed会检测速度，locati则会通过计数值加减，来间接代表电机旋转位置。

3.总结

编码电机的编码器线数和减速电机的减速比比较重要，直流减速编码电机在PID算法中有着举足轻重的地位，可以说是不得不品的一步。