电机计数

电机计数是指通过计算电机的旋转次数来确定电机输出的速度和位置。电机计数在自动化、机器人控制、运动控制等领域广泛应用。在单片机、嵌入式系统、机器人中，电机计数是一个非常重要的功能，因为它可以让我们准确控制电机的速度和位置，从而实现精准的运动控制。

电机计数原理

电机计数的实现原理是通过一个旋转编码器来实现的。旋转编码器是一种将旋转动作转换成数字信号输出的装置。在使用中，可以通过检测旋转编码器的位置变化来确定电机的运动状态，进而控制电机的速度和位置。

电机计数可以分为两种方式，一种是直接计数法，另一种是间接计数法。

直接计数法

直接计数法是指在旋转编码器中，通过检测每一个旋转角度的变化来计数。旋转编码器的输出有两个通道，分别为A通道和B通道。A通道是一个正弦波形的输出信号，B通道是一个余弦波形的输出信号。在旋转编码器旋转一周的过程中，A通道和B通道的输出波形分别如下所示：

我们可以看到，通过检测A通道和B通道的变化来计数，就可以确定旋转编码器旋转的次数。

间接计数法

间接计数法是指在控制器中，通过检测电机的电磁脉冲来计数。在电机工作时，它会不断地发出电磁脉冲，每个脉冲就代表电机旋转了一定的距离。通过计算电磁脉冲的数量，就可以确定电机旋转的次数。

电机计数的应用

电机计数在机器人控制方面应用广泛，尤其是在轮式机器人的控制中。轮式机器人通常由两个或多个驱动轮组成，通过控制驱动轮旋转的速度和方向来实现机器人移动和转向。电机计数可以用来确定驱动轮的位置和速度，从而实现机器人的精准控制。

电机计数还可以应用在自动化系统中，例如：工业生产线、输送系统。通过对电机计数的精准控制，可以实现工业自动化生产线的高效生产。

代码示例

下面是一个使用直接计数法实现电机计数的代码示例，以STM32为例：

#include "stm32f4xx.h"

int main(void)
{
   uint8_t last_AB = 0;
   uint8_t cur_AB = 0;
   uint16_t count = 0;

   // 初始化GPIO
   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
   GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

   // 计数器初始化
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct;
   TIM_StructInit(&TIM_InitStruct);
   TIM_InitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
   TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 0;
   TIM_InitStruct.TIM_Period = 0xFFFF;
   TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStruct);

   // 编码器初始化
   TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);

   while(1)
   {
      cur_AB = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) << 1 | GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2);

      if ((last_AB == 0x01 && cur_AB == 0x02) || (last_AB == 0x02 && cur_AB == 0x00) || (last_AB == 0x00 && cur_AB == 0x03) || (last_AB == 0x03 && cur_AB == 0x01))
      {
         count++;
      }
      else if ((last_AB == 0x01 && cur_AB == 0x03) || (last_AB == 0x02 && cur_AB == 0x01) || (last_AB == 0x00 && cur_AB == 0x02) || (last_AB == 0x03 && cur_AB == 0x00))
      {
         count--;
      }

      last_AB = cur_AB;
   }
}

在这个例子中，我们使用了STM32的TIM2模块实现了对编码器的读取和计数。我们将编码器的A信号和B信号分别连接到了GPIOA的第1引脚和第2引脚上。在主循环中，我们检测A和B的信号变化，通过比较当前状态和上一个状态来判断电机的旋转方向，从而完成电机的计数。这个例子中，我们使用了直接计数法进行计数。