HAL STM32 SPI/ABZ/PWM方式读取MT6816磁编码器数据

HAL STM32 SPI/ABZ/PWM方式读取MT6816磁编码器数据

  • 📚MT6816相关资料（来自商家的相关资料）：
资料：https://pan.baidu.com/s/1CAbdLBRi2dmL4D7cFve1XA?pwd=8888 
提取码：8888
  • 📍驱动代码编写，可信源参考：
    https://github.com/simplefoc/Arduino-FOC-drivers/blob/master/src/encoders/mt6816/MT6816.cpp
    https://github.com/unlir/XDrive/blob/master/Firmware_APP/Base_Drivers/mt6816.c
📗MT6816所有型号和功能描述差异表

在这里插入图片描述

  • 从上图型号描述上看，差异在于ABZ模式下，径向磁铁旋转一圈，正交编码（A、B线）输出的脉冲数（ ABZ输出分辨率）差异，对于Z线来讲，径向磁铁旋转一圈，都只产生一个脉冲信号，该脉冲信号的脉宽有所不同，读取角度的精度还是一样的。
  • 如果选择SPI作为通讯，选择基础款：MT6816CT-STD-R就可以了。
  • 如果ABZ模式下使用，推荐MT6816CT-ACD/ACE相比于AKD/AKH，一圈内，分辨率多了24个脉冲信号，正交编码信号相对变窄了一些。
  • 具体的其他型号的用途和场景使用，没有研究不做讨论。
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🛠输出模式配置说明

MT6816可以输出ABZ、UVW和PWM信号，另外还可以通过4线或3线SPI接口读取14位的绝对角度寄存器。其中ABZ、UVW和SPI接口是互相复用I/O引脚的。SPI接口和ABZ/UVW之间是通过HVPP引脚进行配置的，当HVPP接高电平VDD时，相关I/O管脚切换至SPI模式；当HVPP接地时，芯片相关I/O切换至ABZ或UVW模式。ABZ和UVW模式的切换，由芯片内部相关寄存器控制。4线SPI和3线SPI也是通过芯片内部寄存器进行切换控制的，MT6816出厂默认配置为4线SPI.
  • 👉ABZ、UVW和PWM信号读取数据和SPI方式读取数据区别在于芯片的第2引脚，如果接VCC就是SPI方式，如果接GND就是ABZ、UVW和PWM方式读取。
  • 🔧ABZ, UVW 和PWM模式参考电路：
    在这里插入图片描述

🍁MT6816 SPI参考电路

  • 🌿SPI方式参考电路：
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  • ⚡在手册中，没有提到mosi上拉，在实际测试过程中，如果外部没有配置上拉或者mcu驱动引脚（mosi）内部没有开启上拉，则读取不到数据，这一点需要注意，这个坑，排查了很久才发现。✨推荐在硬件电路设计时，在mosi引脚（芯片第5引脚）外部添加一个4.7K的上拉电阻。
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  • 👉对于较老的STM32F103系列，在配置软件上没有该配置选项，需要使用外部上拉电阻。

🧬MT6816 SPI时序

MT6816的SPI使用模式3（CPOL=1, CPHA=1）传输数据。如图-16所示，数据传输开始于CSN的下降沿，结束于CSN的上升沿，MT6816在时钟上升沿采样数据。
  • 时序图：
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📄4线SPI协议
  • 🌿4线SPI协议时序
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MT6816的CSN下降沿激活SPI通信，CSN的上升沿结束SPI通信。SCK时钟信号由上位机发送给MT6816，在非通信状态下，请保持SCK为高电平；MOSI (上位机输出、MT6816输入) 和MISO (上位机输入、MT6816输出) 是SPI接口的两路数据信号, 数据都是在时钟信号SCK的下降沿发生改变，所以推荐使用SCK时钟信号的上升沿对数据进行采样.
  • 比特 0： 读写标志位,。低电平为写操作，此时数据DI7~DI0写入芯片；高电平为读操作，此时从芯
    片读出数据DO7~DO0 。
  • 比特 1-7: 地址A6~A0。 寄存器操作地址。
  • 比特 8-15: 数据 DI7~DI0 (写模式)。会被写入芯片的数据 (MSB优先)。
  • 比特 8-15: 数据DO7~DO0 (读模式)。 从芯片读出的数据(MSB优先)。
📑3线SPI协议
  • 3线SPI时序
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CSN的下降沿激活SPI通信，CSN的上升沿结束SPI通信。SCK时钟信号由上位机发送给MT6816，在非通信状态下，请保持SCK为高电平。SDA是数据输入输出信号数据，是在时钟信号SCK的下降沿发生改变，所以推荐使用SCK时钟信号的上升沿对数据进行采样 。
  • Bit 0: 读写标志位,。低电平为写操作，此时数据DI7~DI0写入芯片；高电平为读操作，此时从芯
    片读出数据DO7~DO0 。
  • Bit 1-7: 地址A6~A0。 寄存器操作地址。
  • Bit 8-15: 数据 D7~D0 (写模式)。会被写入芯片的数据 (MSB优先)。
  • Bit 8-15: 数据D7~D0 (读模式)。 从芯片读出的数据(MSB优先)。
📗SPI读取角度数据（4线SPI）
  • 🌿4线SPI读取角度数据
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  • 📐角度数据寄存器
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  • 🌿3线SPI读角度时序:
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📝SPI/ABZ/PWM驱动代码

  • ✨本驱动代码从https://github.com/unlir/XDrive项目中，移植有关MT6816内容，作为单独驱动读取MT6816磁编码器数据使用。
  • 🌿mt6816.c
/************************************************************************************** @project : XDrive_Step** @brief   : Stepper motor with multi-function interface and closed loop function.** @brief   : 具有多功能接口和闭环功能的步进电机** @author  : unlir (知不知啊)** @contacts: QQ.1354077136******** @address : https://github.com/unlir/XDrive************************************************************************************** {Stepper motor with multi-function interface and closed loop function.}** Copyright (c) {2020}  {unlir(知不知啊)}**** This program is free software: you can redistribute it and/or modify** it under the terms of the GNU General Public License as published by** the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or** (at your option) any later version.**** This program is distributed in the hope that it will be useful,** but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of** MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the** GNU General Public License for more details.**** You should have received a copy of the GNU General Public License** along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.******************************************************************************
******/#include "mt6816.h"//GPIO输出
#define MT6816_SPI_CS_H()		(MT6816_SPI_CS_GPIO_Port -> BSRR = MT6816_SPI_CS_Pin)
#define MT6816_SPI_CS_L()		(MT6816_SPI_CS_GPIO_Port -> BRR  = MT6816_SPI_CS_Pin)#if (MT6816_Mode == MT6816_Mode_PWM)
/****************************** MT6816_PWM ******************************/
/****************************** MT6816_PWM ******************************/
/****************************** MT6816_PWM ******************************/
MT6816_PWM_Signal_Typedef mt6816_pwm;/*** @brief  TIM_MT6816_PWM初始化* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_TIM_MT6816_PWM_Init(void)
{/* GPIO初始化 */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/*GPIO Ports Clock Enable*/MT6816_PWM_GPIO_CLK_ENABLE();		//启用PWM端口时钟/*Configure GPIO pin*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_PWM_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;	//输入模式GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;			//禁用上下拉HAL_GPIO_Init(MT6816_PWM_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/* 定时器初始化 */TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {0};MT6816_PWM_TIM_CLK_ENABLE();		//启用TIM时钟MT6816_PWM_Get_HTIM.Instance = MT6816_PWM_Get_TIM;MT6816_PWM_Get_HTIM.Init.Prescaler = (9 - 1);																	//预分频:9		采样频率 72M/9 = 8M   分辨精度125nsMT6816_PWM_Get_HTIM.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;										//向上计数MT6816_PWM_Get_HTIM.Init.Period = (65536 - 1);																//采样宽度 65536 * 125ns = 8.192ms  频率122.07Hz (满足MT6816两种PWM频率输出)MT6816_PWM_Get_HTIM.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;							//不分频MT6816_PWM_Get_HTIM.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;	//禁用自动重新加载if (HAL_TIM_Base_Init(&MT6816_PWM_Get_HTIM) != HAL_OK) {Error_Handler();}if (HAL_TIM_IC_Init(&MT6816_PWM_Get_HTIM) != HAL_OK) {Error_Handler();}sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET;											//从模式:复位模式sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_TI1FP1;												//从模式触发信号:TI1FP1sSlaveConfig.TriggerPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;		//从模式触发极性:上升沿触发sSlaveConfig.TriggerFilter = 0;																		//禁用滤波器if (HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&MT6816_PWM_Get_HTIM, &sSlaveConfig) != HAL_OK) {Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;						//主模式:复位sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;	//禁用主机模式if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&MT6816_PWM_Get_HTIM, &sMasterConfig) != HAL_OK) {Error_Handler();}sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;   //上升沿捕获sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;					//TI1FP1sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;										//不分频sConfigIC.ICFilter = 0;if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&MT6816_PWM_Get_HTIM, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) {Error_Handler();}sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING;	//下降沿捕获sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_INDIRECTTI;				//TI1FP2if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&MT6816_PWM_Get_HTIM, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK) {Error_Handler();}/*interrupt init*/HAL_NVIC_EnableIRQ(MT6816_PWM_Get_IRQn);		//使能定时中断/*begin work*/HAL_TIM_Base_Stop(&MT6816_PWM_Get_HTIM);									//停用TIMHAL_TIM_OC_Start_IT(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_CHANNEL_1);	//启动CH捕获比较中断HAL_TIM_OC_Start_IT(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_CHANNEL_2);	//启动CH捕获比较中断HAL_TIM_Base_Start_IT(&MT6816_PWM_Get_HTIM);							//启动TIM中断模式
}
/*** @brief  MT6816_PWM采集初始化* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_PWM_Signal_Init(void)
{//采集数据mt6816_pwm.h_width = 0;mt6816_pwm.period = 0;mt6816_pwm.count_rising = 0;mt6816_pwm.count_falling = 0;mt6816_pwm.count_update = 0;mt6816_pwm.whole_h_flag = false;mt6816_pwm.whole_l_flag = false;mt6816_pwm.ready_once = false;mt6816_pwm.ready_again = false;//输出数据mt6816_pwm.valid_width = 0;//配置外设REIN_TIM_MT6816_PWM_Init();
}/*** @brief  MT6816_PWM采集中断回调* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_PWM_TIM_Callback(void)
{//定时器捕获中断通道1 (上升沿中断) (必须在更新中断前执行)if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_FLAG_CC1) != RESET){if (__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_IT_CC1) != RESET){__HAL_TIM_CLEAR_IT(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_IT_CC1);MT6816_PWM_Get_HTIM.Channel = HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1;//采集上升沿数据mt6816_pwm.period = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_CHANNEL_1) + 1;		//获取PWM周期mt6816_pwm.count_rising = mt6816_pwm.count_update;																				//更新计数器镜像}}//定时器捕获中断通道2 (下降沿中断)if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_FLAG_CC2) != RESET){if (__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_IT_CC2) != RESET){__HAL_TIM_CLEAR_IT(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_IT_CC2);MT6816_PWM_Get_HTIM.Channel = HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2;//采集下降沿数据mt6816_pwm.h_width = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_CHANNEL_2) + 1;	//获取PWM高宽度mt6816_pwm.count_falling = mt6816_pwm.count_update;																				//更新计数器镜像}}//定时器更新中断 (更新事件中断) (由更新事件触发 | 溢出事件触发)if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET){if (__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_IT_UPDATE) != RESET){__HAL_TIM_CLEAR_IT(&MT6816_PWM_Get_HTIM, TIM_IT_UPDATE);//单次PWM全高全低检测if (	(mt6816_pwm.count_update != mt6816_pwm.count_rising)	//(上升沿计数器镜像,更新计数器不相等)&& (mt6816_pwm.count_update != mt6816_pwm.count_falling)	//(下降沿计数器镜像,更新计数器不相等)) {//读取PWM电平用于判定全高或全低if (MT6816_PWM_GPIO_Port -> IDR & MT6816_PWM_Pin) {mt6816_pwm.whole_h_flag = true;		//置位100%标志mt6816_pwm.whole_l_flag = false;	//清位0%标志}else {mt6816_pwm.whole_h_flag = false;	//清位100%标志mt6816_pwm.whole_l_flag = true;		//置位0%标志}}else {mt6816_pwm.count_update ++;mt6816_pwm.whole_h_flag = false;		//清位100%标志mt6816_pwm.whole_l_flag = false;		//清位0%标志}//单次PWM有效性确认if (0) {}else if ((mt6816_pwm.whole_h_flag))	mt6816_pwm.ready_once = false;	//100%_PWM无效else if ((mt6816_pwm.whole_l_flag))	mt6816_pwm.ready_once = false;	//0%_PWM无效//脉冲超长检测(无需检测)//脉冲超短检测(无需检测)else																mt6816_pwm.ready_once = true;//可靠的PWM有效性确认if (mt6816_pwm.ready_once) {if (mt6816_pwm.ready_again) {mt6816_pwm.valid_width = mt6816_pwm.h_width;}else {mt6816_pwm.valid_width = 0;mt6816_pwm.ready_again = true;}}else {mt6816_pwm.valid_width = 0;mt6816_pwm.ready_again = false;}}}
}/*** @brief  MT6816_PWM获取角度数据* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_PWM_Get_AngleData(void)
{//输出数据int32_t out = (mt6816_pwm.valid_width << 1) - 64;if (out < 0)mt6816_pwm.angle = 0;else if (out > 16383)mt6816_pwm.angle = 16383;elsemt6816_pwm.angle = out;
}#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_ABZ)
/****************************** MT6816_ABZ ******************************/
/*** @brief  TIM_MT6816_ABZ初始化* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_TIM_MT6816_ABZ_Init(void)
{/* GPIO初始化 */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/*GPIO Ports Clock Enable*/MT6816_ABZ_A_GPIO_CLK_ENABLE();		//启用ABZ_A端口时钟MT6816_ABZ_B_GPIO_CLK_ENABLE();		//启用ABZ_B端口时钟/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_ABZ_A_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;	//输入模式GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;			//禁用上下拉HAL_GPIO_Init(MT6816_ABZ_A_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_ABZ_B_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;	//输入模式GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;			//禁用上下拉HAL_GPIO_Init(MT6816_ABZ_B_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/* TIM初始化 */TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();MT6816_ABZ_Get_HTIM.Instance = MT6816_ABZ_Get_TIM;MT6816_ABZ_Get_HTIM.Init.Prescaler = 0;																				//无预分频MT6816_ABZ_Get_HTIM.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;										//向上计数MT6816_ABZ_Get_HTIM.Init.Period = (4096 - 1);																	//12位周期MT6816_ABZ_Get_HTIM.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;							//不分频MT6816_ABZ_Get_HTIM.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;	//禁用自动重新加载sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI12;				//双边沿四倍频采样sConfig.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;			//上升沿计数sConfig.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;	//TI1FP1sConfig.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;						//不分频sConfig.IC1Filter = 0;														//禁用滤波器sConfig.IC2Polarity = TIM_ICPOLARITY_FALLING;			//下降沿计数sConfig.IC2Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;	//TF2FP2sConfig.IC2Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;						//不分频sConfig.IC2Filter = 0;														//禁用滤波器if (HAL_TIM_Encoder_Init(&MT6816_ABZ_Get_HTIM, &sConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;							//主机模式:复位sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;		//禁用主机模式if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&MT6816_ABZ_Get_HTIM, &sMasterConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}/*begin work*/HAL_TIM_Base_Stop(&MT6816_ABZ_Get_HTIM);HAL_TIM_Encoder_Start(&MT6816_ABZ_Get_HTIM, TIM_CHANNEL_ALL);
}
/****************************** MT6816_ABZ GPIO初始化******************************/
/*** @brief  GPIO初始化(MT6816_ABZ)* @param  NULL* @retval NULL
*/
void REIN_GPIO_MT6816_ABZ_Init(void)
{
#if (defined SENSOR_HVPP_CLK_ENABLE) || (defined MT6816_ABZ_Z_GPIO_CLK_ENABLE)GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
#endif#ifdef SENSOR_HVPP_CLK_ENABLE/* GPIO Ports Clock Enable */SENSOR_HVPP_CLK_ENABLE();						//启用MT6816_HVPP端口时钟/*Configure GPIO pin Output Level*/SENSOR_HVPP_GPIO_Port -> BRR = SENSOR_HVPP_Pin;  //MT6816_HVPP引脚输出低电平,启动PWM+ABZ模式/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = SENSOR_HVPP_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;		//推挽输出GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;						//禁用上下拉GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;	//低速HAL_GPIO_Init(SENSOR_HVPP_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
#endif#ifdef MT6816_ABZ_Z_GPIO_CLK_ENABLE/* GPIO Ports Clock Enable */MT6816_ABZ_Z_GPIO_CLK_ENABLE();			//启用MT6816_ABZ_Z端口时钟/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_ABZ_Z_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;		//上升沿触发中断GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;						//禁用上下拉HAL_GPIO_Init(MT6816_ABZ_Z_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/* EXTI interrupt init*/HAL_NVIC_EnableIRQ(MT6816_ABZ_Z_EXTI_IRQn);		//启用MT6816_Z中断
#endif
}/****************************** MT6816_ABZ ******************************/
MT6816_ABZ_Signal_Typedef	mt6816_abz;/*** @brief  MT6816_ABZ采集初始化* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_ABZ_Signal_Init(void)
{//采集数据mt6816_abz.sample_data = 0;//输出数据mt6816_abz.angle = 0;//配置外设REIN_TIM_MT6816_ABZ_Init();REIN_GPIO_MT6816_ABZ_Init();
}/*** @brief  MT6816_ABZ采集Z脉冲中断回调* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_ABZ_ZPulse_Callback(void)
{//清除定时器计数值__HAL_TIM_SET_COUNTER(&MT6816_ABZ_Get_HTIM, 0);
}/*** @brief  MT6816_ABZ获取角度数据* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_ABZ_Get_AngleData(void)
{//采集数据mt6816_abz.sample_data = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&MT6816_ABZ_Get_HTIM) & 0x0FFF;	//读取定时器计数值//输出数据mt6816_abz.angle = ((mt6816_abz.sample_data + 1) << 2) - 1;		//获得数值0~16383
}#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_SPI)
/****************************** MT6816_SPI ******************************/
/****************************** MT6816_SPI GPIO初始化******************************/
/*** @brief  GPIO初始化(MT6816_SPI)* @param  NULL* @retval NULL
*/
void REIN_GPIO_MT6816_SPI_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};#ifdef SENSOR_HVPP_CLK_ENABLE/* GPIO Ports Clock Enable */SENSOR_HVPP_CLK_ENABLE();						//启用MT6816_HVPP端口时钟/*Configure GPIO pin Output Level*/SENSOR_HVPP_GPIO_Port -> BSRR = SENSOR_HVPP_Pin;			//MT6816_HVPP引脚输出高电平,启动PWM+SPI模式/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = SENSOR_HVPP_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;		//推挽输出GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;						//禁用上下拉GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;	//低速HAL_GPIO_Init(SENSOR_HVPP_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
#endif/* GPIO Ports Clock Enable */MT6816_SPI_CS_GPIO_CLK_ENABLE();		//启用MT6816_SPI_CS端口时钟/*Configure GPIO pin Output Level*/MT6816_SPI_CS_GPIO_Port -> BSRR = MT6816_SPI_CS_Pin;	//CS引脚启动输出高电平/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_SPI_CS_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;		//推挽输出GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;						//禁用上下拉GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;	//低速HAL_GPIO_Init(MT6816_SPI_CS_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}/****************************** MT6816_SPI 接口初始化******************************/
/*** @brief  SPI初始化(MT6816)* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_SPI_MT6816_SPI_Init(void)
{/* AFIO初始化 */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/*GPIO Ports Clock Enable*/MT6816_SPI_CLK_GPIO_CLK_ENABLE();		//启用CLK端口时钟MT6816_SPI_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE();	//启用MOSI端口时钟MT6816_SPI_MISO_GPIO_CLK_ENABLE();	//启用MISO端口时钟/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_SPI_CLK_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;					//复用推挽GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;		//高速HAL_GPIO_Init(MT6816_SPI_CLK_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_SPI_MOSI_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;					//复用推挽GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;		//高速HAL_GPIO_Init(MT6816_SPI_MOSI_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins*/GPIO_InitStruct.Pin = MT6816_SPI_MISO_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;					//输入GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;							//禁用上下拉HAL_GPIO_Init(MT6816_SPI_MISO_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure AFIO*/
#ifdef MT6816_SPI_AFIO_REMAPMT6816_SPI_AFIO_REMAP				//启用备用的SPI_AFIO映射
#endif/* SPI初始化 */MT6816_SPI_SPI_CLK_ENABLE();          //启用SPI时钟MT6816_SPI_Get_HSPI.Instance = MT6816_SPI_Get_SPI;MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;												//主机模式MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;							//双向传输MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;									//数据位宽:16MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_HIGH;								//CLK空闲时高电平MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;										//第二边沿采样MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;														//软件NSSMT6816_SPI_Get_HSPI.Init.BaudRatePrescaler = MT6816_SPI_Prescaler;			//输入预设分频MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;										//MSB传输MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;										//禁用中断模式MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;		//禁用CRC校验MT6816_SPI_Get_HSPI.Init.CRCPolynomial = 10;														//CRC校验多项式if (HAL_SPI_Init(&MT6816_SPI_Get_HSPI) != HAL_OK){Error_Handler();}
}
MT6816_SPI_Signal_Typedef	mt6816_spi;/*** @brief  MT6816_SPI采集初始化* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_SPI_Signal_Init(void)
{//采集数据mt6816_spi.sample_data = 0;//输出数据mt6816_spi.angle = 0;//配置外设REIN_GPIO_MT6816_SPI_Init();REIN_SPI_MT6816_SPI_Init();
}/*** @brief  MT6816_SPI采集获取角度数据* @param  NULL* @retval NULL
**/
void RINE_MT6816_SPI_Get_AngleData(void)
{uint16_t data_t[2];uint16_t data_r[2];uint8_t h_count;data_t[0] = (0x80 | 0x03) << 8;data_t[1] = (0x80 | 0x04) << 8;for (uint8_t i = 0; i < 3; i++) {//读取SPI数据MT6816_SPI_CS_L();HAL_SPI_TransmitReceive(&MT6816_SPI_Get_HSPI, (uint8_t*)&data_t[0], (uint8_t*)&data_r[0], 1, HAL_MAX_DELAY);MT6816_SPI_CS_H();MT6816_SPI_CS_L();HAL_SPI_TransmitReceive(&MT6816_SPI_Get_HSPI, (uint8_t*)&data_t[1], (uint8_t*)&data_r[1], 1, HAL_MAX_DELAY);MT6816_SPI_CS_H();mt6816_spi.sample_data = ((data_r[0] & 0x00FF) << 8) | (data_r[1] & 0x00FF);//奇偶校验h_count = 0;for (uint8_t j = 0; j < 16; j++) {if (mt6816_spi.sample_data & (0x0001 << j))h_count++;}if (h_count & 0x01) {mt6816_spi.pc_flag = false;}else {mt6816_spi.pc_flag = true;break;}}if (mt6816_spi.pc_flag) {mt6816_spi.angle = mt6816_spi.sample_data >> 2;mt6816_spi.no_mag_flag = (bool)(mt6816_spi.sample_data & (0x0001 << 1));}
}#endif/****************************** MT6816 ******************************/
/****************************** MT6816 ******************************/
/****************************** MT6816 ******************************/
MT6816_Typedef	mt6816;/*** @brief  MT6816初始化* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_Init(void)
{
#ifndef MT6816_Mode
#error "NO define MT6816_Mode"
#endif
#if   (MT6816_Mode == MT6816_Mode_PWM)REIN_MT6816_PWM_Signal_Init();		//初始化PWM接口
#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_SPI)REIN_MT6816_SPI_Signal_Init();		//初始化SPI接口
#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_ABZ)REIN_MT6816_ABZ_Signal_Init();		//初始化ABZ接口
#else
#error "MT6816_Mode Invalid !!!"
#endif//初始化阶段获取一次角度数据(过滤错误数据)(暂未查明复位后第一次读取数据丢失的原因)REIN_MT6816_Get_AngleData();}/*** @brief  MT6816获取角度数据* @param  NULL* @retval NULL
**/
void REIN_MT6816_Get_AngleData(void)
{
#ifndef MT6816_Mode
#error "NO define MT6816_Mode"
#endif
#if   (MT6816_Mode == MT6816_Mode_PWM)REIN_MT6816_PWM_Get_AngleData();	//MT6816_PWM获取角度数据mt6816.angle_data = mt6816_pwm.angle;mt6816.angle = 360*mt6816.angle_data/16384.00f; //转换后的角度0 - 360
#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_SPI)RINE_MT6816_SPI_Get_AngleData();mt6816.angle_data = mt6816_spi.angle;mt6816.angle = 360*mt6816.angle_data/16384.00f; //转换后的角度0 - 360
#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_ABZ)REIN_MT6816_ABZ_Get_AngleData();	//MT6816_ABZ获取角度数据#else
#error "MT6816_Mode Invalid !!!"
#endif
}#if (MT6816_Mode == MT6816_Mode_PWM)
/*** @brief TIM3_IRQHandler
**/
void TIM3_IRQHandler(void)
{//TIM3的中断标志清除由PWM处理函数识别并清除REIN_MT6816_PWM_TIM_Callback();	//MT6816_PWM采集中断回调
}
#endif#if (MT6816_Mode == MT6816_Mode_ABZ)
/*** @brief EXTI15_10_IRQHandler
**/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(MT6816_ABZ_Z_Pin) != 0x00u){__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(MT6816_ABZ_Z_Pin);REIN_MT6816_ABZ_ZPulse_Callback();	//编码器器Z脉冲中断}
}
#endif
  • 🌿mt6816.h
/************************************************************************************** @project : XDrive_Step** @brief   : Stepper motor with multi-function interface and closed loop function.** @brief   : 具有多功能接口和闭环功能的步进电机** @author  : unlir (知不知啊)** @contacts: QQ.1354077136******** @address : https://github.com/unlir/XDrive************************************************************************************** {Stepper motor with multi-function interface and closed loop function.}** Copyright (c) {2020}  {unlir(知不知啊)}**** This program is free software: you can redistribute it and/or modify** it under the terms of the GNU General Public License as published by** the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or** (at your option) any later version.**** This program is distributed in the hope that it will be useful,** but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of** MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the** GNU General Public License for more details.**** You should have received a copy of the GNU General Public License** along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.******************************************************************************
******/#ifndef MT6816_H
#define MT6816_H#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include <stdbool.h>	
//引用端口定义/********** MT6816 **********/
//MT6816模式控制(GPIO)
#define SENSOR_HVPP_CLK_ENABLE()				__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()	//PA7
#define SENSOR_HVPP_GPIO_Port						(GPIOA)
#define SENSOR_HVPP_Pin									(GPIO_PIN_7)
//MT6816_PWM采集(AFIO & TIM)
#define MT6816_PWM_GPIO_CLK_ENABLE()		__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()	//PA6
#define MT6816_PWM_GPIO_Port						(GPIOA)
#define MT6816_PWM_Pin 									(GPIO_PIN_6)
#define MT6816_PWM_TIM_CLK_ENABLE()			__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE()		//TIM3
#define	MT6816_PWM_Get_TIM							(TIM3)
#define	MT6816_PWM_Get_HTIM							(htim3)
#define MT6816_PWM_Get_IRQn							(TIM3_IRQn)		//TIM3中断
//MT6816_ABZ采集(GPIO)
#define MT6816_ABZ_Z_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()	//PA10
#define MT6816_ABZ_Z_GPIO_Port					(GPIOA)
#define MT6816_ABZ_Z_Pin 								(GPIO_PIN_10)
#define MT6816_ABZ_Z_EXTI_IRQn 					(EXTI15_10_IRQn)	//EXTI15_10中断
//MT6816_ABZ采集(AFIO & TIM)
#define MT6816_ABZ_A_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()	//PA8
#define MT6816_ABZ_A_GPIO_Port					(GPIOA)
#define MT6816_ABZ_A_Pin 								(GPIO_PIN_8)
#define MT6816_ABZ_B_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()	//PA9
#define MT6816_ABZ_B_GPIO_Port					(GPIOA)
#define MT6816_ABZ_B_Pin 								(GPIO_PIN_9)
#define MT6816_ABZ_TIM_CLK_ENABLE()			__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE()		//TIM1
#define	MT6816_ABZ_Get_TIM							(TIM1)
#define	MT6816_ABZ_Get_HTIM							(htim1)
//MT6816_SPI采集(GPIO)
//#define MT6816_SPI_CS_GPIO_CLK_ENABLE()		__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB12
//#define MT6816_SPI_CS_GPIO_Port						(GPIOB)
//#define MT6816_SPI_CS_Pin 								(GPIO_PIN_12)
//MT6816_SPI采集(AFIO & SPI)
//#define MT6816_SPI_CLK_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB13
//#define MT6816_SPI_CLK_GPIO_Port					(GPIOB)
//#define MT6816_SPI_CLK_Pin 								(GPIO_PIN_13)
//#define MT6816_SPI_MISO_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB14
//#define MT6816_SPI_MISO_GPIO_Port					(GPIOB)
//#define MT6816_SPI_MISO_Pin 							(GPIO_PIN_14)
//#define MT6816_SPI_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB15
//#define MT6816_SPI_MOSI_GPIO_Port					(GPIOB)
//#define MT6816_SPI_MOSI_Pin 							(GPIO_PIN_15)
//#define MT6816_SPI_SPI_CLK_ENABLE()				__HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE();	//SPI2
//#define MT6816_SPI_Get_SPI								(SPI2)
//#define MT6816_SPI_Get_HSPI								(hspi2)
//#define	MT6816_SPI_AFIO_REMAP							__HAL_AFIO_REMAP_SPI2_ENABLE();	//SPI2_AFIO端口重新映射/********** MT6816 **********/
//MT6816_SPI采集(GPIO)
#define MT6816_SPI_CS_GPIO_CLK_ENABLE()		__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()	//PA15
#define MT6816_SPI_CS_GPIO_Port						(GPIOA)
#define MT6816_SPI_CS_Pin 								(GPIO_PIN_15)
//MT6816_SPI采集(AFIO & SPI)
#define MT6816_SPI_CLK_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB3
#define MT6816_SPI_CLK_GPIO_Port					(GPIOB)
#define MT6816_SPI_CLK_Pin 								(GPIO_PIN_3)
#define MT6816_SPI_MISO_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB4
#define MT6816_SPI_MISO_GPIO_Port					(GPIOB)
#define MT6816_SPI_MISO_Pin 							(GPIO_PIN_4)
#define MT6816_SPI_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE()	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()	//PB5
#define MT6816_SPI_MOSI_GPIO_Port					(GPIOB)
#define MT6816_SPI_MOSI_Pin 							(GPIO_PIN_5)
#define MT6816_SPI_SPI_CLK_ENABLE()				__HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();	//SPI1
#define MT6816_SPI_Get_SPI								(SPI1)
#define MT6816_SPI_Get_HSPI								(hspi1)
#define	MT6816_SPI_AFIO_REMAP							__HAL_AFIO_REMAP_SPI1_ENABLE();	//SPI1_AFIO端口重新映射
#define	MT6816_SPI_Prescaler							(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8)
//MT6816工作模式定义
#define MT6816_Mode_PWM		(0x01)	//MT6816工作在PWM模式		(支持该模式的硬件版本：XDrive_REIN_Basic_H1_0)
#define MT6816_Mode_ABZ		(0x02)	//MT6816工作在ABZ模式		(支持该模式的硬件版本：XDrive_REIN_Basic_H1_0)
#define MT6816_Mode_SPI		(0x03)	//MT6816工作在SPI模式		(支持该模式的硬件版本：XDrive_REIN_Basic_H1_0 / XDrive_REIN_Basic_H1_1)//MT6816工作模式配置
#define MT6816_Mode		MT6816_Mode_PWM#if (MT6816_Mode == MT6816_Mode_PWM)
#include "tim.h"
/********** MT6816_PWM **********/
/********** MT6816_PWM **********/
/********** MT6816_PWM **********/
typedef struct {//采集数据(PWM)uint16_t	h_width;				//PWM高宽度uint16_t	period;					//PWM周期uint8_t		count_rising;		//PWM上升沿计数器镜像uint8_t		count_falling;	//PWM下降沿计数器镜像uint8_t		count_update;		//PWM更新计数器bool		whole_h_flag;			//PWM全高标志bool		whole_l_flag;			//PWM全低标志bool		ready_once;				//PWM就绪标志(完成一次PWM采集后置位)bool		ready_again;			//PWM就绪标志(完成二次PWM采集后置位)uint16_t	valid_width;		//PWM有效宽度//输出数据(PWM)uint16_t	angle;
} MT6816_PWM_Signal_Typedef;//MT6816_PWM
void REIN_MT6816_PWM_Signal_Init(void);		//MT6816_PWM采集初始化
void REIN_MT6816_PWM_TIM_Callback(void);	//MT6816_PWM采集中断回调
void REIN_MT6816_PWM_Get_AngleData(void);	//MT6816_PWM获取角度数据#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_ABZ)
/********** MT6816_ABZ **********/
/********** MT6816_ABZ **********/
/********** MT6816_ABZ **********/
typedef struct {//采集数据(ABZ)uint16_t	sample_data;	//ABZ读取到的数据//输出数据(ABZ)uint16_t	angle;				//ABZ输出的角度
} MT6816_ABZ_Signal_Typedef;//MT6816_ABZ
void REIN_MT6816_ABZ_Signal_Init(void);			//MT6816_ABZ采集初始化
void REIN_MT6816_ABZ_ZPulse_Callback(void);	//MT6816_ABZ采集Z脉冲中断回调
void REIN_MT6816_ABZ_Get_AngleData(void);		//MT6816_ABZ获取角度数据#elif (MT6816_Mode == MT6816_Mode_SPI)
#include "spi.h"
/********** MT6816_SPI **********/
/********** MT6816_SPI **********/
/********** MT6816_SPI **********/
typedef struct {//采集数据uint16_t	sample_data;	//SPI读取到的数据//输出数据uint16_t	angle;				//SPI输出的角度bool			no_mag_flag;	//磁铁数据有效标志bool			pc_flag;			//奇偶校验位
} MT6816_SPI_Signal_Typedef;//MT6816_SPI
void REIN_MT6816_SPI_Signal_Init(void);		//MT6816_SPI采集初始化
void RINE_MT6816_SPI_Get_AngleData(void);	//MT6816_SPI采集获取角度数据#endif/********** MT6816 **********/
/********** MT6816 **********/
/********** MT6816 **********/
typedef struct {uint16_t	angle_data;				//角度数据float	angle;		//换算陈0 - 360 角度数据
//	bool			rectify_valid;		//校准数据有效标志
} MT6816_Typedef;
extern MT6816_Typedef	mt6816;//MT6816
void REIN_MT6816_Init(void);							//MT6816初始化
void REIN_MT6816_Get_AngleData(void);			//MT6816获取角度数据#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif

⛳驱动代码使用说明

  • 🔖驱动代码基于STM32F103,SPI/ABZ/PWM 3方式读取MT6816磁编码器数据做过实测验证。
  • 🌿SPI方式默认采用的是SPI1。
  • 🌿ABZ方式需要用到TIM1定时器。
  • 🌿PWM方式需要利用到TIM3定时器。
🔧STM32CubeMX工程配置说明：
  • 针对使用不同通讯方式：

  • SPI方式：使能spi1接口即可。（驱动代码中已经包含了对SPI1的初始化代码，其他方式相同，主要是为例生成驱动文件，用来包含spi.h、tim.h头文件）
    在这里插入图片描述

  • ABZ模式：使能定时器TIM1既可。
    在这里插入图片描述

  • PWM方式：使能定时器TIM3即可。
    在这里插入图片描述

  • 🌟生成的驱动代码，默认初始化的函数用不到，全部注释掉：（驱动代码中已经包含了相关初始化代码）
    在这里插入图片描述

  • 📑调用方式：

  REIN_MT6816_Init();//初始化MT6816
#if (MT6816_Mode == MT6816_Mode_PWM)HAL_NVIC_SetPriority(MT6816_PWM_Get_IRQn,	1,	0);	//定时器捕获(MT6816_PWM_PWM)获取MT6816_PWM两个边沿计数值
#endif
#if (MT6816_Mode == MT6816_Mode_ABZ)HAL_NVIC_SetPriority(MT6816_ABZ_Z_EXTI_IRQn,	1,	0);	//外部中断(MT6816_ABZ_Z脉冲)		矫正MT6816_ABZ信号
#endif
while(1) {REIN_MT6816_Get_AngleData();	//MT6816获取角度数据printf("angle_data:%d,angle:%.2f\r\n", mt6816.angle_data, mt6816.angle);HAL_Delay(1000);}

在这里插入图片描述

  • 🔖以下资源性链接不公开，为避免文章和资源被爬取和盗用，不再对外公布相关资源链接，如果按照上面提供的驱动代码无法独立驱动起来，而你是真正需要这份源码作为参考，用于个人学习研究，可以私信作者，其具体文章和相关资源。

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