基于编码器信号的PWM输出示例

有人问如果STM32定时器外接了正交编码器，该定时器的剩余通道是否可以做PWM输出呢？

其实，对于STM32芯片，编码输入信号就是定时器的计数时钟源之一。定时器外接了编码输入，若还有剩余通道的话，剩余通道依然可以实现输入捕获或输出比较功能。此时，该定时器的计数时钟就是由编码器信号提供的。编码器信号从定时器的通道1和通道2同时输入,计数器基于编码信号的边沿事件进行计数，可以有多种计数方式供选择。具体编码器计数方式参见下表。后面实验采用第三种方式。



下面使用STM32C0系列的Nucleo板，从定时器1的通道1、通道2接入正交编码信号，以TI1、TI2的有效跳变沿作为时钟源来实现PWM输出。

我先使用STM32C031芯片内部的TIM3产生两路正交编码信号的输出，然后将这两路输出接到TIM1的CH1、CH2，并令TIM1工作在编码模式，让其CH3输出PWM脉冲。



先看看TIM3的CubeMx配置。为了产生一对相差90°的正交编码信号，我用到了TIM3的三个通道，其中CH2没有做实际输出【当然，若用两个通道也行】。见下面配置。





下面波形就是基于上面配置的两路正交编码输出信号：



我们再来看看TIM1的CubeMx配置。工作在编码器模式，CH1、CH2作为编码信号输入，选择针对两路输入的跳变沿进行计数的方式。CH3、CH4做PWM输出。





在上图中可以看到，TIM1的PSC=0,ARR为19，计数器处于单向计数模式，即每计20个跳变沿就产生溢出。因为对TI1、TI2两路的跳变沿进行计数，在输入信号的1个周期内会做4次计数。这样算下来，TIM1的一个输出周期对应于正交编码输入信号的5个周期。

完成配置后创建工程，添加如下必要的用户代码。



稍作调试可以看到如下结果，蓝色的为TIM1-CH3的PWM输出，另外两路为正交编码信号。实验结果跟前面推理的一致。



不难理解，在前面TIM1时基参数不变的前提下，TIM1-CH3的输出频率由外来编码脉冲的频率决定，编码脉冲频率越高，TIM3-CH1的PWM输出频率也越高，反之亦然。【眼尖的人可能发现了此时计数器实际上是处于向下计数模式】

定时器基于编码脉冲作为计数时钟源时，使用CubeMx配置计数器的计数方向时，不要选择中心对齐计数模式，编码器时钟模式不支持该计数模式。至于选择向上计数模式还是向下计数模式无关紧要。因为编码器模式下，计数器是向上计数还是向下计数是硬件决定的，即根据TI1FP1和TI2FP2的相对电平以及所选择的计数方式决定。

好，本话题就分享到这里，权作参考。下次再聊。