喜欢2次
上期内容我们介绍了定时器的PWM输出功能，本期内容来介绍一下定时器的正交译码器功能（编码器接口）。正交译码器是和正交编码器外设配合使用的，可对编码器输入的脉冲进行计数进而实现速度测量，本期内容我们通过一个使用旋转编码器的计数小实验，来初步了解它的应用方法。
系统环境
Windows 10-64bit
软件平台
NucleiStudio IDE 202102版
或 PlatformIO IDE
硬件需求
RV-STAR开发板
旋转编码器
正交编码器
上图中，A和B分别连接到两个传感器单元上，黑白相间的圆环称之为「栅格」。传感器单元和栅格的实现方式有很多种，包括「反射式传感器+反光率不同的栅格」「对射式传感器+镂空光栅」「霍尔传感器+磁极圆环」「触点+导轨」等。
本次实验中，我们使用的是下图所示的市面上常见的旋转编码器（数字电位器）:
GD32VF103的正交译码器
正交译码器功能使用TIMERx_CH0和TIMERx_CH1引脚生成的CI0和CI1正交信号各自相互作用产生计数值。通过设置SMC=0x01、0x02或0x03来选择是仅由CI0、仅由CI1、或者由CI0和CI1来决定定时器的计数方向。在每个方向选择源的电平改变期间，DIR位是由硬件自动改变的。计数器计数方向改变的机制如下方的图表所示。
正交译码器可以当作一个带有方向选择的外部时钟，这意味着计数器会在0和自动加载值之间连续地计数。因此，用户必须在计数器开始计数前配置TIMERx_CAR寄存器。
实验部分
首先需要参照如下的示意图，对RV-STAR开发板和旋转编码器进行连线：
然后在集成开发环境中创建一个新工程，开始编写代码。
首先需要对定时器的编码器接口进行配置，我们使用的是TIMER2的编码器接口，对应的是PA6和PA7引脚，首先要使能它们的外设时钟和复用时钟，然后配置为浮空输入模式。
接着需要创建定时器初始化参数结构体，对定时器的功能进行配置，其中需要注意的是要将结构体参数的预分频系数设为0，周期设为10000（即定时器的自动加载值，也可以设为其他值），然后需要将定时器的模式设置为TIMER_ENCODER_MODE2（编码器模式，使用CI0和CI1计数），然后将定时器的计数值配置为5000（这样读取定时器计数的初值就是5000），最后使能TIMER2。
void encoder_init()
{
/* TIMER2_CH0 - PA6, TIMER2_CH1 - PA7 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7);
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);
timer_deinit(TIMER2);
/* initialize TIMER init parameter struct */
timer_parameter_struct timer_initpara;
timer_struct_para_init(&timer_initpara);
/* TIMER2 configuration */
timer_initpara.prescaler = 0;
timer_initpara.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;
timer_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
timer_initpara.period = 10000; /* set auto-reload value */
timer_initpara.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
timer_init(TIMER2, &timer_initpara);
/* select the encoder mode */
timer_slave_mode_select(TIMER2, TIMER_ENCODER_MODE2);
timer_counter_value_config(TIMER2, 5000); /* config the initial value */
timer_enable(TIMER2);
}
本次实验，我们通过串口的打印输出来查看编码器的计数值，因此在主程序中需要对串口进行初始化，然后在循环体中，每次读取依次定时器的计数值，再打印输出到串口。
int main()
{
encoder_init();
gd_com_init(GD32_COM0);
int counter = 0;
while (1) {
counter = timer_counter_read(TIMER2);
printf("Counter: %d\n", counter);
delay_1ms(500);
}
}
代码编写完成后，进行编译和上传，然后打开串口终端（波特率115200），可以查看到在串口终端中输出定时器的初值为5000：
然后顺时针旋转编码器的旋钮，观察到计数值增加，并且每转动一个单位计数值增加4，符合芯片数据手册中的功能描述：
逆时针旋转，计数值减少：
