【STM32编码器接口测速】实现测速功能

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

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;    // 1s
	TIM_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);
	}
}

五、效果演示

• 电机转动后，OLED 实时显示 Speed 值（单位：编码器脉冲/100ms）

• 支持正转/反转，Speed 显示正负数

• 可用于简单测速、里程累加、电机反馈控制等场景

六、总结

使用 STM32 的编码器接口模式可以大大简化测速逻辑，配合定时中断周期性读取计数器，实现稳定准确的转速检测。