STM32 定时器编码器模式时，如何理解编码器计数
编码器的使用
增量式编码器倍频技术
增量式编码器输出的脉冲波形信号形式常见的有两种：
- 一种是占空比 50% 的方波，通道 A 和 B 相位差为 90°；
- 另一种则是正弦波这类模拟信号，通道 A 和 B 相位差同样为 90°。
对于第 1 种形式的方波信号，如果把两个通道组合起来看的话，可以发现 A 和 B 各自的上升沿和下降沿都能计数，至少在 1/2 个原始方波周期内就可以计数一次，最多 1/4 个原始方波周期。这样计数频率就是原始方波信号的 2 倍或 4 倍，换句话说就是，将编码器的分辨率提高了 2 到 4倍，具体如下图所示。
图中的方波信号如果只看其中一个通道的上升沿，那计数频率就等于这个通道信号的频率。如果在通道 A 的上升沿和下降沿都进行计数，计数频率就是通道 A 的两倍，即 2 倍频。如果同时对两个通道的上升沿和下降沿都计数，那计数频率就变成了原始信号的 4 倍，即 4 倍频。
假设有个增量式编码器它的分辨率是 600PPR，能分辨的最小角度是 0.6°，对它进行 4 倍频之后就相当于把分辨率提高到了 600*4=2400PPR，此时编码器能够分辨的最小角度为 0.15°。
常用测速方法简介
• M 法：又叫做频率测量法
这种方法是在一个固定的定时时间内（以秒为单位），统计这段时间的编码器脉冲数，计算速度值。设编码器单圈总脉冲数为 C，在时间 T0 内，统计到的编码器脉冲数为 M0，则转速 n 的计算公式为：
公式中的编码器单圈总脉冲数 C 是常数，所以转速 n 跟 M0 成正比。这就使得在高速测量时 M0变大，可以获得较好的测量精度和平稳性，但是如果速度很低，低到每个 T0 内只有少数几个脉冲，此时算出的速度误差就会比较大，并且很不稳定。也有一些方法可以改善 M 法在低速测量的准确性，上一节提到的增量式编码器倍频技术就是其中一种，比如原本捕获到的脉冲 M0 只有4 个，经过 4 倍频后，相同电机状态 M0 变成了 16 个，也就提升了低速下的测量精度。
• T 法：又叫做周期测量法
这种方法是建立一个已知频率的高频脉冲并对其计数，计数时间由捕获到的编码器相邻两个脉冲的间隔时间 TE 决定，计数值为 M1。设编码器单圈总脉冲数为 C，高频脉冲的频率为 F0，则转速 n 的计算公式为：
公式中的编码器单圈总脉冲数 C 和高频脉冲频率 F0 是常数，所以转速 n 跟 M1 成反比。从公式可以看出，在电机高转速的时候，编码器脉冲间隔时间 TE 很小，使得测量周期内的高频脉冲计数值 M1 也变得很少，导致测量误差变大，而在低转速时， TE 足够大，测量周期内的 M1 也足够多，所以 T 法和 M 法刚好相反，更适合测量低速。
• M/T 法：这种方法综合了 M 法和 T 法各自的优势，既测量编码器脉冲数又测量一定时间内的高频脉冲数。
在一个相对固定的时间内，计数编码器脉冲数 M0，并计数一个已知频率为F0 的高频脉冲，计数值为 M1，计算速度值。设编码器单圈总脉冲数为 C，则转速 n 的计算公式为：
由于 M/T 法公式中的 F0 和 C 是常数，所以转速 n 就只受 M0 和 M1 的影响。电机高速时， M0 增大， M1 减小，相当于 M 法，低速时， M1 增大， M0 减小，相当于 T 法。
STM32 的编码器接口简介
STM32 芯片内部有专门用来采集增量式编码器方波信号的接口，这些接口实际上是 STM32 定时器的其中一种功能。不过编码器接口功能只有高级定时器 TIM1、 TIM8 和通用定时器 TIM2 到TIM5 才有。编码器接口用到了定时器的输入捕获部分，功能框图如下图所示。
我们重点关注编码器接口是如何实现信号采集和倍频的。
STM32使用的是定时器的编码器模式，定时器TIMx->CNT寄存器接收到的是编码器方波的数量。这里怎么处理是由STM32硬件来完成，大家理解的时候不需要太过纠结。
通过读取CNT的值，可以知道单位时间内接收到多少方波，进而可以得出电机的转速、方向和转动的圈数。
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