风过无痕

编码器原理讲解#

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。简单点说就是把机械位移转变成为电信号的传感器，按码盘的刻孔可分为增量型和绝对值型两种。

常用的正交编码器，便是增量型编码器的一种，其A、B两相信号相位差为90°，它是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号按一定的解码方式，转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

而绝对值编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。这里不过多赘述。

常用的正交编码器是光电型编码器，其原理为：编码器内部有一个转动的码盘，有若干个透明和不透明的窗口，用光电接收器收集断续的光束，这样，就把光脉冲转换成了电脉冲，然后由电子输出线路进行处理并输出。

这是一个简略图，图中的方框可认为是光电接收器，设内环为A相，外环为B相，则通过透明和不透明的部分，就会形成一个如下的方波信号。这个A相和B相的相位差是90°，他们可以通过相位先后的关系来判断方向是正转还是反转。

如何判断编码器的速度大小和方向正反，是通过AB相的高低电平和相位关系来判断的，具体可以看下图：其中TI1FP1就是A相，TI2FP2就是B相，这里的TI1FP1指的是TI1经过滤波和极性控制后的信号，所以理想状态下，两个信号一样。一般的编码器是有三种计数模式，即仅在TI1计数、仅在TI2计数、和TI1，TI2都计数。

这里拿仅在TI1计数为例：

当TI1信号(A相)产生上升沿时，检测B相的电平：

• 若为低电平，则计数器向上计一个数；
• 若为高电平，则计数器向下计一个数。

当TI1信号(A相)产生下降沿时，检测B相的电平：

• 若为低电平，则计数器向下计一个数；
• 若为高电平，则计数器向上计一个数。

而此时B相的上升沿和下降沿对计数器无影响。

其余工作模式同理。

一般为了计数更加准确，都会用TI1、TI2都计数的工作模式。因为这样需要计数器向上计4个数，才算正确的转过指定角度。具体的图像可以看下面这张图。当产生AB相信号不准确时，计数器很难正确的计4个数，因此防干扰能力变强。

代码实现#

明白了编码器的原理，但代码要实现还是比较困难，这里先暂且留白，因为我是用智能车学的编码器，逐飞库已经把编码器的底层代码封装完成，我只用调用函数完成我的需求即可，所以底层的代码还是不太会写，今后再学习。

那这里我把调用函数的思路说一下吧：

1. 一定要先写一个编码器初始化函数，来确定哪个定时器通道来检测编码器的AB相

2. 定义两个变量，把编码器收集到的数据提取出来

3. 对收集的编码器速度数据进行简单的滤波，减少干扰

4. 为了我们方便检查，我们可以另写一个编码器计数函数，来看编码器究竟转过多少圈，具体实现思路如下：

   1
   {
   2
       //函数作用是，显示累积圈数和处理每圈余下的脉冲数
   3
       //注意这里要查看准确，自己车上的编码器是否是转过一圈有100个脉冲信号（可能需要修改）
   4
       //右轮处理：当右轮编码器计数脉冲+右轮脉冲余数（未转满一圈的脉冲数）>100时，此时相当于右轮有转过了一圈
   5
       //所以右轮  gptR_Cir  圈数要+1 ，而 gptR_Rem 脉冲余数要取余
   6
       if((abs(gpt[0])+gptR_Rem)>100)
   7
       {
   8
           gptR_Cir+=(abs(gpt[0])+gptR_Rem)/100;
   9
           gptR_Rem=(abs(gpt[0])+gptR_Rem)%100;
   10
       }
   11
       else
   12
       {
   13
           gptR_Rem=abs(gpt[0])+gptR_Rem;
   14
       }
   15
   
   16
       //左轮同理
   17
       if((abs(gpt[1])+gptL_Rem)>100)
   18
       {
   19
           gptL_Cir+=(abs(gpt[1])+gptL_Rem)/100;
   20
           gptL_Rem=(abs(gpt[1])+gptL_Rem)%100;
   21
       }
   22
       else
   23
       {
   24
           gptL_Rem=abs(gpt[1])+gptL_Rem;
   25
       }
   26
   }
   

5. 每调取一次这个函数(一般放在中断里，通过提取转圈次数和时间间隔作比，可以算出编码器转动速度，以此来确定当前小车速度)，就要清除一次计数值，一是为了防止计数值超出，二是为了方便下一次转动速度的计算。