如果使用增量式编码器，一般上面都会标注编码器线数。

2.软件设计

使用HAL库，以STM32F407为例：

硬件：

编码器输入（3-5V输入）：

PA15       →        A1    TIM2_CH1
PA1        →        B1    TIM2_CH2

PC6        →        A2    TIM3_CH1
PC7        →        B2    TIM3_CH2

软件：

1. 初始化编码器接口
需要对每个定时器进行初始化，以便它们能够以编码器模式工作。以下是针对一个定时器（例如，TIM2）的示例初始化代码：

/* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
//A1/B1
// 定义编码器接口使用的定时器，此处为 TIM2
#define ENCODERAB1_TIMx                       TIM2

// 使能定时器模块的时钟，这里指的是 TIM2
#define ENCODERAB1_TIM_RCC_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE()

// 禁用定时器模块的时钟，这里指的是 TIM2
#define ENCODERAB1_TIM_RCC_CLK_DISABLE()      __HAL_RCC_TIM2_CLK_DISABLE()

// 使能用于编码器信号的 GPIO 端口A的时钟
#define ENCODERAB1_TIM_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()

// 定义编码器通道1的引脚和端口，此处为 PA15
#define ENCODERA1_TIM_CH1_PIN                 GPIO_PIN_15
#define ENCODERA1_TIM_CH1_GPIO                GPIOA

// 定义编码器通道2的引脚和端口，此处为 PA1
#define ENCODERB1_TIM_CH2_PIN                 GPIO_PIN_1
#define ENCODERB1_TIM_CH2_GPIO                GPIOA

// 定义 GPIO 引脚的替代功能，这里为 TIM2 的 AF1
#define GPIO_AB1_AFx_TIMx                     GPIO_AF1_TIM2

// 定义编码器接口模式，这里配置为同时使用 TI1 和 TI2
#define TIM_ENCODERMODE_TIx                   TIM_ENCODERMODE_TI12

// 定义定时器的 IRQ 号，这里是 TIM2 的 IRQ 号
#define ENCODER1_TIM_IRQn                     TIM2_IRQn

// 定义定时器的 IRQ 处理函数，这里是 TIM2 的 IRQ 处理函数
#define ENCODER1_TIM_IRQHANDLER               TIM2_IRQHandler


//A2/B2
//类似方法

/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
/**
  * @brief  通用定时器初始化并配置通道PWM输出
  * @param  无
  * @retval 无
  * @note   无
  */
void Encoder_TIMx_Init(void){
      /* 定时器编码器配置结构声明 */
      TIM_Encoder_InitTypeDef sConfig = {0};
      TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
    
      /* 定时器基本环境配置 */
      //A1/B1相 
      htim2_Encoder.Instance = ENCODERAB1_TIMx;                               //定时器选择 
      htim2_Encoder.Init.Prescaler = ENCODER_TIM_PRESCALER;                   //定时器预分频
      htim2_Encoder.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;                    //计数模式模式
      htim2_Encoder.Init.Period = ENCODER_TIM32_PERIOD;                       //定时器周期
      htim2_Encoder.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;              //时钟分频因子
      htim2_Encoder.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;  //预装载
    
      sConfig.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TIx;                      //信号捕获模式
      sConfig.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;                    //输入捕获极性
      sConfig.IC1Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;                //输入捕获选择
      sConfig.IC1Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;                          //输入捕获预分频
      sConfig.IC1Filter = 0;                                          //输入捕获滤波器
    
      sConfig.IC2Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;                    //输入捕获极性
      sConfig.IC2Selection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;                //输入捕获选择
      sConfig.IC2Prescaler = TIM_ICPSC_DIV1;                          //输入捕获预分频
      sConfig.IC2Filter = 0;                                          //输入捕获滤波器
      if (HAL_TIM_Encoder_Init(&htim2_Encoder, &sConfig) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }
      sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
      sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
      if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2_Encoder, &sMasterConfig) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }
      
      //A2/B2相
      //类似方法
}

对于其它定时器，需要重复类似的初始化过程，只是改变相应的定时器实例和相关引脚配置。

2. 启动 / 停止编码器接口
在主函数或者适当的初始化部分中，启动或停止每个定时器的编码器模式：

/**
  * @brief  启动编码器接口
  * @param  无
  * @retval 无
  * @note   无
  */
 void Start_Encoder(void){
     HAL_TIM_Encoder_Start(&htim2_Encoder,TIM_CHANNEL_ALL);
     // 重复此过程以启动TIM3
 }
 
/**
  * @brief  停止编码器接口
  * @param  无
  * @retval 无
  * @note   无
  */
 void Stop_Encoder(void){
     HAL_TIM_Encoder_Stop(&htim2_Encoder,TIM_CHANNEL_ALL);
    // 重复此过程以停止TIM3
}

3. 读取编码器值
要读取编码器的值，可以直接读取定时器的计数器：

// 定义定时器周期，当定时器开始计数到ENCODER_TIMx_PERIOD值是更新定时器并生成对应事件和中断
#define ENCODER_TIM16_PERIOD                  0xFFFF
#define ENCODER_TIM32_PERIOD                  0xFFFFFFFF

/**
  * @brief  获取X轴编码器计数值
  * @param  无
  * @retval Value：返回32位有符号计数值
  * @note   无
  */
int32_t XEncoder_GetCounting(void){
    #if ( ENCODER_TIM16_PERIOD > 0xFFFF  )
        /* 32bits 计数器 */
        int32_t Value = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2_Encoder);
        /* 假定定时器不会溢出 */
        return Value ;
    #else 
        /* 16bits 定时器 */  
        uint32_t Value = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2_Encoder);
        int32_t Period = ENCODER_TIM16_PERIOD + 1;
        /* 16bits 定时器容易溢出 */
        return Value + XOverflowCount * Period;
    #endif
}
// 用类似的方式读取TIM3的值，例如y轴

4. 处理方向和速度
你可以通过比较连续的编码器读数来确定电机的方向和速度。这部分需要结合你的具体应用逻辑来实现。

5. 清零或处理溢出
你可能需要定期清零计数器或者处理溢出情况。

例如对定时器TIM2清零：

__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);

在适当的位置调用此类代码，比如在初始化函数中，或者在需要重置计数器的事件处理中
清零操作应谨慎使用，特别是在动态监测编码器值的系统中。在不适当的时机重置计数器可能会导致控制逻辑的错误判断或系统状态的混乱

例如对定时器TIM2处理溢出：
确保在定时器初始化时启用了溢出（更新）中断：

__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE);

然后，在定时器的中断服务例程中，添加处理溢出的代码：

void TIM2_IRQHandler(void){
    if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
    {
        if(__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&htim2, TIM_IT_UPDATE) != RESET)
        {
            __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE);
            // 溢出处理代码
        }
    }
}

注意事项

确保你的编码器输入信号电平与单片机的I/O口兼容（例如：3-5V输入）。
如果你的编码器信号频率非常高，你可能需要调整定时器预分频器和输入滤波器以获得稳定的读数。
对于伺服驱动器，还需要考虑与驱动器的通信和控制逻辑，例如位置控制、速度控制等。
这是一个基础的程序设计框架，具体细节需要根据你的实际应用和硬件环境进行调整。

文章总结

编码器接口初始化：在软件方面，关键步骤是正确初始化各个定时器的编码器接口模式。这包括设置定时器的计数模式、编码器模式、输入捕获的极性和滤波器设置。

软件设计灵活性：STM32提供的库函数使得编码器接口的实现变得相对简单，同时也为定制化的控制逻辑提供了便利。

可靠性和精确性：由于使用了差分信号，这种设计在抗干扰方面表现良好，特别是在电气噪声较多的工业环境中。

个人结语

在曾经的嵌入式龙卷风，我是那个寻找完美电路设计的猎人。世界上没有现成的解决方案，就像超市里永远买不到成熟的香蕉。所以，我拿起了我的科技魔杖，变身为“逆向科研攻城狮”，开始了我的神秘探索之旅。

在这里，我需要的是一双锐利的眼睛，一只放大镜，和一颗不怕失败的心。就像古老的炼金术士，用他们的烧瓶和坩埚转化铅为金，我用我的放大镜和万用表在电路板上舞动。

每一个电阻，每一个电容，都是我的舞伴。我跟随着电流的节奏，从一个接点跳到另一个接点。在这个过程中，我遇到了无数的挑战，但也正是这些挑战，让我的电路更加完美，更加强大。

有时，我感觉自己就像是一个硬币铸币厂，每一枚硬币都是我辛勤劳动的成果。而当我最终完成我的作品时，那一刻的喜悦，是无法用言语来形容的。我创造了一个不仅稳定性强，而且能抵抗各种干扰的编码器硬件电路。这不仅是一段电路，而是一段艺术，一段由放大镜、万用表和示波器构建的艺术。

工业需要开源，就像马斯克一样！