1.1編碼器概述

編碼器是一種將角位移或者角速度轉換成一連串電數字脈沖的旋轉式傳感器，我們可以通過編碼器測量到底位或者速度信息。編碼器從輸出數據類型上分，可以分為增量式編碼器和絕對式編碼器。從編碼器檢測原理上來分，還可以分為光學式、磁式、感應式、電容式。我們做小車應用的編碼器都屬于增量式AB相編碼器。

1.2正交AB相編碼器原理

• 霍爾編碼器是一種通過磁電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。由霍爾碼盤和霍爾元件組成。
• 霍爾碼盤是在一定直徑的圓板上等分地布置有不同的磁極。
• 碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，霍爾元件檢測輸出若干脈沖信號，為判斷轉向，一般輸出兩組 存在一定相位差的方波信號。

1.3軟件四倍頻

CW32自帶編碼器接口，可以直接使用定時器通道進行硬件計數。因為編碼器輸出的是標準的方波序列，各種單片機都能很方便的讀取。

而沒有編碼器接口的單片機如 51 、 Arduino，可以通過外部中斷讀取，將編碼器 A 相接到單片機的外部中斷輸入口，通過跳變沿觸發中斷，然后在對應的外部中斷服務函數中，通過 B 相的電平高低判斷 旋轉方向。

四倍頻的方法是同時測量A相和B相的上升沿和下降沿全部計數。大幅度提高了采樣的精度。

1.4編碼器測速思路

1.4.1 M法

M 法是指在一定的時間周期 Tc 內，測量編碼器輸出的脈沖個數 M1來計算轉速。用個數除以時間就可以得到編碼器輸出脈沖的頻率，因此 M 法也稱為頻率法，f1=M1/Tc。我們可以使用 CW32 的定時器定時 10ms 的中斷，每過 10ms 就將編碼器的計數值取出計算轉速。

由于編碼器轉一圈只能輸出固定個數的脈沖，因此 M 法的最大誤差也為 1 個脈沖，經過程序計算后會發現轉速會以固定大小變化，這種方法適合高速場景下的測量，對于低速的情況，M 法存在較大的誤差。

1.4.2 T法

T 法是測量編碼器兩個脈沖之間的時間間隔來計算轉速，也被稱為周期法。實際使用中通過一個高頻時鐘脈沖的個數 M2 來計算編碼器兩個脈沖之間的時間間隔。

在低速下，T 法可以在兩個編碼器脈沖輸出之間采到更多的高頻時鐘脈沖，而在高速下采到的脈沖更少，所以 T 法更適用于低速的場景。

1.5編碼電機接線說明

如下圖所示，常見的直流編碼電機雖然形狀不同，但是基本都是提供6PIN的接 口。而直流電機本身是只用接兩根線的。圖示電機插口最外側兩根線1/6號線，其實是跟電機引腳焊在一起的如圖示的紅白線。電機線 M1 M2 有的廠家標的是 M+ M- 但是其實沒有絕對的正負關系。而中間的四根引線都是編碼測速電路的接線，跟直流電機本身沒關系，分別是VCC、A、B、GND

審核編輯 黃宇