智能小车系统设计（STM32版） - 第09章 -基础实验：码盘测速实验

第9章实验7——码盘测速实验2022Codediskspeedmeasurementexperiment

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学习智能小车核心板上的测速模块接口电路原理图，利用STM32微控制器的输入捕获相关功能和寄存器，STM32的固件库函数，编写智能小车码盘测速驱动程序，然后在OLED显示屏上将测量结果显示出来。One

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原理“测速模块简介·通光时指示灯亮，输出高电平·遮光时指示灯灭，输出低电平检测距离5mm（凹槽宽度）标准检测物体2*0.8mm以上不透明物体应差距离0.025mm以下指示灯入光时灯亮（红色）光源红外发光二极管最大发光波长940nm电源电压DC5V~24V±10%纹波（p-p）10%以下频率响应1KHz以上（平均值为3KHz）使用环境照度受光面照度荧光灯：1000lx以下使用环境温度工作时：-25℃~55℃保存时：-30℃~80℃颜色识别棕色线粉色线黑色线蓝色线电源正极（5V~24V）选择动作模式（常开/常闭）常开接法：粉色线忽略不接常闭接法：棕色线与粉色线相连接输出端（接负载）电源负极

智能小车采用EE-SX672-WR型传感器来测量速度，智能小车测速光栅码盘有20格，车轮转动时，光栅码盘将会不停地打断测速传感器的红外光路，测速传感器将产生一串连续的方波，可被STM32微控制器检测到。

智能小车的测速使用了外部中断，外部中断用于检测测量信号的上升沿，每检测到一次上升沿，计数值(cnt)加1。每次开启测量时，将cnt计数清零，测量时间为t。因为小车车轮每旋转一周产生的脉冲数量是固定的，再结合小车直径，就可以计算出小车行驶过的路程，再除以时间t即可得到小车速度。测速时序如下图所示：测速时序

测速模块接口电路原理图如图所示，从图中可以看出，右测速SPD_R对应的I/O口是PB5，左测速SPD_L对应的I/O口是PC12，正好对应外部中断线EXTI_Line5和EXTI_Line12。车轮旋转一周后，测速感应器将产生20个方波信号，可用示波器进行验证，这些方波信号可以触发STM32微控制器的外部中断。

本实验将EXTI_Line5和EXTI_Line12都配置为上升沿触发，通过累计产生外部中断的次数，再结合TIM2通用定时器获取两次测速的间隔时间，就可以推算出左、右车轮的速度。当然，也可以将它们配置为下降沿中断，或者上升沿和下降沿交替触发。测速模块接口电路原理图

EXTI管理了20个中断/事件线，每个中断/事件线都对应一个边沿检测电路，可以对输入线的上升沿、下降沿或上升/下降沿进行检测，每个中断/事件线可以通过寄存器进行单独的配置，既可以产生中断触发，也可以产生事件触发。如下图所示是EXTI的功能框图：EXTI功能框图

STM32的外部中断EXTI的寄存器地址映像和复位值如下表所示。本实验涉及的EXTI寄存器包括中断屏蔽寄存器（EXTI_IMR）、事件屏蔽寄存（EXTI_EMR）、上升沿触发选择寄存器（EXTI_RTSR）、下降沿触发选择寄存器（EXTI_FTSR）、软件中断事件寄存器（EXTI_SWIER）、挂起寄存器（EXTI_PR）。EXTI部分寄存器

本实验涉及的EXTI固件库函数包括EXTI_Init、EXTI_GetITStatus、EXTI_ClearITPendingBit。EXTI_Init函数的功能为根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化EXTI相关寄存器；EXTI_GetITStatus函数的功能为检查指定的EXTI线路触发请求发生与否；

EXTI_ClearITPendingBit函数的功能为清除EXTI线路挂起位。EXTI_ClearITpendingBit(EXTI_Line2);EXTI部分固件库函数

本实验涉及的AFIO寄存器包括复用重映射和调试I/O配置寄存器（AFIO_MAPR）、AFIO的外部中断配置寄存器1（AFIO_EXTICR1）、外部中断配置寄存器2（AFIO_EXTICR2）、外部中断配置寄存器3（AFIO_EXTICR3）和外部中断配置寄存器4（AFIO_EXTICR4）。以外部中断配置寄存器2（AFIO_EXTICR2）为例：本实验设PB5为输入源AFIO部分寄存器

本实验涉及的AFIO固件库函数只有GPIO_EXTILineConfig。GPIO_EXTILineConfig函数的功能是根据GPIO_PortSource和GPIO_PinSource的值，配置AFIO->EXTICR[x]（x=1,…,4），从而选择GPIO某一引脚用作外部中断线路。GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB,GPIO_PinSource8);AFIO部分固件库函数步骤1：复制并编译原始工程 步骤2：添加BEEP文件对 步骤3：完善BEEP.h文件 步骤4：完善BEEP.c文件 步骤5：完善蜂鸣器驱动应用层步骤6：编译及下载验证实验步骤Experimentalsteps“Three实验步骤steps步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加Encoder和EXTI文件对 步骤3：完善Timer.h文件步骤4：完善Timer.c文件步骤5：完善Encoder.h文件步骤6：完善Encoder.c文件步骤7：完善EXTI.h文件步骤8：完善EXTI.c文件步骤9：完善码盘测速实验应用层步骤10：编译及下载验证本

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