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【Numaker-IoT-M487】QEI相关功能评测

发布于 2022-04-26 11:27:35 浏览：687 订阅该版

一、M487 QEI简介
6.14.1 概述
M480 有两组 QEI 控制器。正交编码接口 (QEI) 解读转速和动作传感器的信息。它可以用在任何使用正
交编码器作为反馈的应用里。
6.14.2 特性
6.14.2.1 正交编码接口 (QEI) 特性
 多达 2 个 QEI 控制器，QEI0 及 QEI1
 2 个 QEI 相位输入，QEA 及 QEB；1 个索引输入
 1 个 32 位的上/下正交编码脉冲计数器 (QEI_CNT)
 1 个 32 位的软件锁存正交编码脉冲计数器保存寄存器 (QEI_CNTHOLD)
 1 个 32 位的正交编码脉冲计数器索引锁存寄存器 (QEI_CNTLATCH)
 1 个 32 位的正交编码脉冲计数器比较寄存器 (QEI_CNTCMP)，并提供最大计数预设值寄存
器 (QEI_CNTMAX)
 1 个 QEI 控制寄存器 (QEI_CTL) 和 1 个 QEI 状态寄存器 (QEI_STATUS)
 4 种正交编码脉冲计数器操作模式
– 支持 x4 自由计数模式
– 支持 x2 自由计数模式
– 支持 x4 比较计数模式
– 支持 x2 比较计数模式
 编码脉冲宽度测量模式
 不做消噪时，QEA/QEB/IDX 的输入频率必须低于 PCLK/4
 有做消噪时，QEA/QEB/IDX 的输入频率必须低于噪声滤波器的 Clk/8

二、软件测试环境
KEIL MDK v5.26
Env RT-Thread 开发辅助工具。
终端联机工具Tera Term V4.99
RT-Thread 标准版系统及bsp包

三、硬件环境
NuMaker-IoT-M487
开发板更多详细信息请参考 [Nuvoton Direct](https://direct.nuvoton.com/en/numaker-iot-m487)。
[开发板原理图](https://www.nuvoton.com/resource-download.jsp?tp_GUID=HL0320180905131830)

四、开始建立测试环境
1.在官网下载Env RT-Thread 开发辅助工具包，包含了终端联机工具Tera Term；
2.根据[NuMaker-IoT-M487 上手指南](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/tutorial/quick-start/numaker-iot-m487/quick-start)
 下载更新RT-Thread 标准版系统及bsp包
 
3.在ENV环境下，输入cd rt-thread>> cd bsp/nuvoton/numaker-iot-m487>>menuconfig打开系统配置界面，Hardware Drivers Config>>On-Chip Peripheral Drivers >>Enable quadrature Encoder Interface(QEI)>>QEI0;
如图：![10.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/825fd3a23a1322675e02dbb89b81aeb1.png)>>![11.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/c5a13809533990b55f03da99813b23e8.png)
最后输入scons --target=mdk5 进行编译；
打开KEIL编译通过后下载到板上；通过终端联机工具Tera Term 输入list_device查询
如图![17.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/96c8cc944cc27f7df3eda0e24b488c3e.png.webp)
出现qei0接口对象， 说明项目配置成功；

4.找出M487 QEI0 对应的IO  QEI0_A = PA4, QEI0_B = PA3,如图
![12.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/ffd1e84287a0dc50261658f5a14b88dc.png)

在nutool_pincfg.c 中的nutool_pincfg_init 和nutool_pincfg_deinit中分别加入：    nutool_pincfg_init_qei0()，    nutool_pincfg_deinit_qei0();
```
void nutool_pincfg_init_qei0(void)
{
    /* Set PA multi-function pins for QEI0_A, QEI0_B, QEI0_INDEX */
    SYS->GPA_MFPL &= ~(SYS_GPA_MFPL_PA4MFP_Msk | SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_Msk | SYS_GPA_MFPL_PA5MFP_Msk);
    SYS->GPA_MFPL |= (SYS_GPA_MFPL_PA4MFP_QEI0_A | SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_QEI0_B | SYS_GPA_MFPL_PA5MFP_QEI0_INDEX);	
}

void nutool_pincfg_deinit_qei0(void)
{
    SYS->GPA_MFPL &= ~(SYS_GPA_MFPL_PA4MFP_Msk | SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_Msk | SYS_GPA_MFPL_PA5MFP_Msk);
}
```

如图:![13.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/4cfd1a850805473991fdbbcf5fad4033.png.webp)
![14.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/6b1baaba796a5e9b377b97f2627ce319.png)

5.找出NuMaker-IoT-M487 对应的测试端子；

![15.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/5e6c6e228c316a15cfbb985ed96f511b.png)

![16.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/23e46928aedeb67da80e2c1393d912ab.png.webp)

然后将杜邦线连接：![微信图片_20220426095002.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/09dcdbc17b4012d1ebd550a76a22de26.jpg.webp)

6.开始代码测试
用keil 打开 rt-thread\bsp\nuvoton\numaker-iot-m487 目录下project项目；在       applications 下新增 QEI_test.c；
```
#include "rtthread.h"
#include "rtdevice.h"
#include "NuMicro.h"
#include <drv_gpio.h>

#define A0   NU_GET_PININDEX(NU_PA, 0)
#define B0   NU_GET_PININDEX(NU_PA, 1)

struct nu_qei
{
    struct rt_pulse_encoder_device dev;
    char *name;
    QEI_T *qei_base;
    rt_uint32_t max_cntval;
    rt_uint32_t cmp_val;
    IRQn_Type IRQn;
    rt_uint8_t qei_type;
    rt_uint8_t qei_flag;
};
typedef struct nu_qei *nu_qei_t;

void qei_thread_entry(void *arc)
{
	 rt_int32_t  s32_Count = 0;
	 rt_uint8_t  u8_GetEncoderType = 0;

rt_device_t qei_ops=rt_device_find("qei0");
    if(qei_ops == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("not find device qei0 \r\n");
        return ;
    }
	 
    rt_kprintf("find device qei0\r\n");
	 
	 ((nu_qei_t)qei_ops)->cmp_val = 4096;
	 ((nu_qei_t)qei_ops)->max_cntval = 4096;
	 
    rt_device_open(qei_ops, PULSE_ENCODER_CMD_ENABLE);   //设置比较模式
		 
	 rt_device_control(qei_ops,PULSE_ENCODER_CMD_GET_TYPE, &u8_GetEncoderType);  //取编码类型
	 switch( u8_GetEncoderType )
	 {
		 case UNKNOWN_PULSE_ENCODER_TYPE:    /* Unknown pulse_encoder type */
		 	 rt_kprintf("PULSE_ENCODER_TYPE: UNKNOWN_PULSE_ENCODER_TYPE! \r\n" );				 
       case SINGLE_PHASE_PULSE_ENCODER:          /* single phase pulse_encoder */
		 	 rt_kprintf("PULSE_ENCODER_TYPE: SINGLE_PHASE_PULSE_ENCODER! \r\n" );	
       case AB_PHASE_PULSE_ENCODER:                /* two phase pulse_encoder */	
   	    rt_kprintf("PULSE_ENCODER_TYPE: two phase pulse_encoder! \r\n" );		 
	 }

rt_device_control(qei_ops,PULSE_ENCODER_CMD_CLEAR_COUNT,RT_NULL);    //计数器清零
     
	 rt_device_read( qei_ops, RT_NULL, &s32_Count, 1);
	 rt_kprintf("Count: %d \r\n",s32_Count );
	 
    while(1)
    {        
        rt_pin_write(A0, PIN_HIGH);
        rt_thread_delay(2);
        rt_pin_write(B0, PIN_HIGH);
        rt_thread_delay(2);
        rt_pin_write(A0, PIN_LOW);
        rt_thread_delay(2);
        rt_pin_write(B0, PIN_LOW);
        rt_thread_delay(2);

}
}

int run_qei(void)
{
	 rt_pin_mode(A0, PIN_MODE_OUTPUT);
	 rt_pin_mode(B0, PIN_MODE_OUTPUT);
	
    rt_thread_t tid = RT_NULL;
    tid = rt_thread_create("qei_test_thd", qei_thread_entry, RT_NULL, 2048, 12, 10);
    if (tid != RT_NULL)
    {
       rt_thread_startup(tid);
    }
    else
    {
       return RT_ERROR;
    }
    return RT_EOK;
}
//INIT_APP_EXPORT(run_qei);

MSH_CMD_EXPORT(run_qei , qei test );
```
编译通过后下载到板上；
打开
终端联机工具Tera Term 输入run_qei；

如图：![18.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220426/f677a2cefc63d83b552f1a983cdd895f.png.webp)

实现了AB相位脉冲编码器4096个脉冲比较中断测试；

五、测评总结

1、qei 模块 作为 "Miscellaneous Device"  个人感觉“ I/O 设备管理层实现了对设备驱动程序的封装”还需要扩展，一些参数的灵活配置仍然留给底层；
2、RT-Thread I/O 设备模型 思路还是不错的；可以提高应用代码的可移植性；