19.一节课讲明白旋转编码器计次

hello，小伙伴们，大家好，这里是左左右，这期视频我们要通过使用exti外部中断来实现编码器的计次功能，首先，打开串口屏的上位机来快速的做一下屏幕相关功能，记一下这里的字符编码是GB2312，后面会用到，现阶段我们不追求美观，只为实现功能，老样子，先创建一个字库，点击工具箱中的按钮，将按钮命名为本期视频的序号，在按钮的按下事件中，输入 page page1，代表跳转到page1，接着新建页面并打开，点击工具箱中的文本，将其命名为计数器，点击工具箱中的按钮，将其命名为返回，在按钮的按下事件中，输入 page page0，代表跳转到page0，点击调试来看一下，就是要实现这样一个功能，接着来讲一下旋转编码器的工作原理，首先打开我们原理图中的旋转编码器，编码器在旋转过程中会通过AB引脚向外输出方波信号，通过原理图不难发现，，旋转编码器的AB引脚分别和stm32的PA0和PA1相连，旋转编码器旋转一下，，不管是A引脚还是B引脚都会形成一个周期的方波信号，也就是一高一低两个电平，这时我们只需选择PA0和PA1中任意一个引脚作为EXTI外部中断，选择上升沿或者下降沿来触发中断，每次触发中断，计数器加1，这样就能实现计数的功能了，那么如何判断正反转呢，其实AB引脚产生的方波信号是有相位差的，当旋转编码器正转或者反转时，，B产生的方波信号会比A提前1/4个周期，或延迟1/4个周期，这里的正转和反转其实是相对的，我们将其中一种命名正转，另外一种就命名为反转，这时我们将PA0和PA1中两个引脚作为EXTI外部中断，，选择下降沿来触发中断，，当EXTI0进入中断时，PA1输入高电平，计数器加 1，代表旋转编码器正转，当EXTI1进入中断时，PA0输入高电平，计数器减 1，代表旋转编码器反转，原理这部分弄明白了，就打开我们的cubeide开始写代码吧，老规矩，把之前串口屏那期视频的项目复制一份出来，打开ioc文件，将PA0和PA1分别设置为EXTI0和EXTI1，接着打开GPIO，在GPIO mode下拉菜单中可以看到中断响应和事件响应，这就是我们中断那期视频中讲的EXTI外部中断的响应方式，这里的上升沿、下降沿、上升/下降沿，就是我们中断那期视频中讲的EXTI外部中断的触发方式，我们选择响应方式为中断响应，触发方式为下降沿，接着点击NVIC，点击中断分组的下拉菜单，是不是和我们中断那期视频也是一模一样的，这里选择4位抢占优先级和0位响应优先级这个分组，接着来设置一下他们的抢占优先级的值，点击保存，打开main.c这个文件，随着项目越来越复杂，main.c中的函数越来越多了，听过上期视频的小伙伴们应该一下子就想到解决办法了，这里.c和.h文件在cubeide中只需要设置一下就可以自动生成了，接着顺便把字符编码也设置成GB2312，打开自动生成的.c和.h文件，是不是和我们上期视频自己写的头文件一模一样的，打开这个it.c文件，在里面找到EXTI0_IRQHandler和EXTI1_IRQHandler这两个函数，前面视频我们讲过，中断是一种硬件机制，也就是说EXTI0中断被触发后，，硬件会让程序自动跳转到EXTI0_IRQHandler这个函数中，所以里面写我们想要实现的功能，这个函数是检查外部中断（EXTI）标志位的状态，这里判断如果EXTI0的外部中断标志位为真就执行大括号里的内容，接着在这里写入我们刚才判断旋转方向的逻辑，首先判断PA1是不是高电平，如果是高电平，就是正转，我们执行count++，由于count这个变量还没有定义，我们在前面定义一下，大家看到int16_t是不是傻眼了？之前讲c语言数据类型可没讲过，可是在讲数据类型那一期视频我们讲过，定义数据类型的过程就是和内存要空间的过程，这样可以有效提高内存空间的利用率，在c语言中int占32个bit，而stm32的内存是很小的，有时候要定义的数很小，要32个bit有点太浪费空间了，于是在就有了int8_t，int16_t,int32_t等等，其中int8_t占用8个比特的空间，可以代表2的8次方数，也就是0-255，由于int8_t中也有负数，所以通常用于存储范围在-128到127之间的整数，同理可以推出int16_t,int32_t，这里用到sprintf这个函数，所以我们要包含stdio.h这个标准库，这里的sprintf的意思是将双引号里的内容赋值给str，而%d就代表count，和我们之前常用的printf类似，由于%d代表的count是整数型，我们给他加个双引号转换成文本型，如果这里直接使用双引号，编译器就会误以为前面这个双引号是一部分，后面这个双引号是另一部分，就会报错，所以我们要在引号前加个反斜杠，，"也是一个转义字符，他还是代表双引号，但是不会被编译器误判，这里的\x后面代表十六进制数，，这里是ff我们可以直接判断这是是16进制数，如果是10呢，编译器也不知道你写的是二进制数，还是十进制数，又或者是16进制数，这里的\x也是一个转义字符，3个\xff是串口屏的结束符，它与uart那期视频讲的帧数据中结束符作用是一样的，假设这里的count是整数1，sprintf这个函数相当于完成了这样一行代码，接下来写我们熟悉的发送数据到串口屏的函数，这个字符串对于串口屏来说，就是设置page1下的控件t0显示为变量count中的值，这里的strlen返回的是str这个字符串中字符的个数，想要用这个strlen就要包含string.h这个标准库，接着往下看他这里自动生成的这个库函数代表什么意思，这个的库函数就代表清除中断标志位，，如果没有这行代码程序会一直卡在中断里，返回到刚才的位置，照猫画虎，把EXTI1_IRQHandler里的内容也补全了，这里的huart1在这个文件中并没有定义，为什么可以直接用呢，这是因为它在usart.c这个文件中定义过了，但是就算是在这里定义过了也不可以跨文件使用，要想跨文件使用就要在usart.h文件中将定义的huart1前面加个extern的关键字，这里cubeide已经帮我们写好了，这里的判断其实是一个双保险的写法，既然能进入EXTI1_IRQHandler这个函数，就说明产生了EXTI1的外部中断，那么EXTI1的外部中断标志位就肯定为真，所以这个判断就永远为真，这样写还有另外一个原因，假如我们用到的是PA11和PA12这两个引脚为外部中断引脚，点击保存自动生成代码，这时我们会发现EXTI10-15写在一个函数中了，刚才那个判断就有他的用武之地了，我们可以通过这个判断得知是哪个引脚触发了中断，好的，我们把刚才设置的引脚恢复原状态，接着我们回到主程序，这里也不能让主程序闲着，让它每秒钟执行一次i++的操作，也就是说程序正常状态下会在主程序中循环执行i++的操作，只有外部中断被触发了，才会由硬件自动跳转到对应的中断函数，好的，我们来运行试一下，报了一些错，我们查看原因并解决，写代码的过程就是边调试边改的一个过程，大家要有耐心，动起手来，不动手永远学不会，连接好我们的串口屏虚拟机和仿真就可以实现这样的功能，大家可以观察一下示波器里的波形和我讲的是否一致，同时我把最小系统板的接线图也放到这里供大家参考，好的，今天的视频就到这里了，您的关注，点赞和收藏是我持续更新下去的最大动力，我们下期见