STC8H1K17，正交编码器

yuse***

STC8H1K17，使用PWMA的正交编码器，编码器模式3，转动电机，为什么读出来的数始终是4的倍数？是编码器在完成4个计数后，才会给PWM1_CNTR赋值+4吗？

国芯人***

您好，关于您在使用 STC8H1K17 单片机时，通过 PWMA 模块实现正交编码器接口（QEI），并遇到读取的计数值始终为 4的倍数 的问题，这是一个在正交编码器应用中较为常见的现象。下面我将从硬件原理、编码器模式3的工作机制以及可能的软件配置问题出发，为您详细分析这一现象的成因。

一、正交编码器接口的基本原理

正交编码器接口（Quadrature Encoder Interface, QEI）是一种常用于检测旋转方向和角度的硬件模块。其输入通常为两路相位差为90°的脉冲信号 A（PHA）和 B（PHB），通过检测这两路信号的变化，可以判断旋转方向并进行计数。

1.1 编码器的四倍频机制

大多数正交编码器接口模块都支持 4倍频计数模式，即每一对A/B信号的上升沿和下降沿都会触发一次计数操作，从而实现更高的分辨率。具体来说：
每个周期（360°电角度）有4个有效边沿：
A上升沿
B上升沿
A下降沿
B下降沿

因此，若编码器每圈输出N个脉冲，则QEI模块实际可获得 4N 个计数。

二、STC8H1K17的PWMA模块与正交编码器模式

STC8H1K17的PWM模块支持多种功能，其中包括 正交编码器接口模式（QEI Mode）。当配置为正交编码器模式3时，该模块将作为QEI接口使用，自动解析PHA和PHB信号，并更新计数寄存器（如PWM1CNTR）。

2.1 编码器模式3的特点

在模式3中，PWMA模块的行为如下：
使用两路输入信号 PHA（A相）和 PHB（B相）
支持4倍频计数
可配置为向上/向下计数或双向计数
自动识别旋转方向
计数寄存器（如PWM1CNTR）由硬件自动更新

因此，每检测到一次边沿变化，计数器就更新一次，理论上每次计数应为 ±1。

三、为什么读出的值总是4的倍数？

您提到的现象是：读出来的数值始终是4的倍数，这可能由以下几个原因造成：

3.1 编码器硬件本身输出为4倍频信号

有些编码器出厂时已经内置了4倍频电路，直接输出的是4倍频信号。此时，单片机即使再进行一次4倍频处理，就会导致累计8倍频，但实际上您读取到的每次计数增加4，是因为：
编码器输出每1个脉冲，实际代表了4个原始边沿
单片机再次4倍频处理，每1个脉冲就相当于4个计数

解决方法：
确认编码器规格，是否输出的是原始A/B信号还是已经4倍频后的信号
若是4倍频输出，应关闭单片机端的4倍频功能

3.2 单片机配置为4倍频，但软件读取频率过低

如果您的程序中读取PWM1CNTR的频率较低（例如每10ms读一次），而电机转速较高，那么在这段时间内可能会发生多个计数事件。由于4倍频机制下每圈计数为4N，且高速旋转时短时间内累计多个4的倍数，导致读取结果总是4的整数倍。

举例说明：
编码器每圈输出100个脉冲（原始信号）
单片机进行4倍频处理，每圈计数为400
若每1ms读一次计数器，而电机转速为600RPM（即每秒10圈），则每1ms计数器会增加：
400 × 10 / 1000 = 4
所以读出的数值每次增加4，表现为4的倍数

解决方法：
提高读取频率（使用定时器中断）
或者在软件中做差值计算，而非直接读取当前值

3.3 单片机QEI模块内部逻辑导致的4倍频机制

有些MCU的QEI模块会在内部将原始A/B信号先进行4倍频处理后再计数。例如：
每个完整周期（A和B各一个脉冲）产生4个计数
若程序中未对计数器进行归一化处理，直接读取其值，自然会是4的倍数

建议检查：
查阅STC8H1K17数据手册中关于QEI模块的具体描述
确认是否在模式3中默认启用4倍频
若是，则应根据实际需求决定是否关闭

3.4 编码器信号质量差或抖动处理导致漏边沿

若编码器信号存在噪声或抖动，可能导致QEI模块未能正确识别所有边沿，从而导致部分计数被忽略。例如，若每4个边沿中只识别到1个，则计数结果也会表现为4的倍数。

建议措施：
使用硬件滤波或软件延时去抖
检查信号完整性，使用示波器观察PHA/PHB波形是否干净

四、如何验证并解决该问题？

为了准确判断问题根源，建议您进行以下操作：

4.1 验证编码器输出信号
使用示波器观察PHA和PHB信号的波形和频率
判断是否已经是4倍频输出
测量每圈脉冲数，确认是否与手册一致

4.2 检查单片机QEI配置
查看是否启用4倍频模式
检查计数方向是否正确
是否有溢出或限幅设置影响计数

4.3 软件调试建议
在中断中定时读取PWM1CNTR的值（如每1ms一次），记录差值
计算单位时间内的计数变化，观察是否符合预期
若每次变化为4，则说明确实是4倍频计数

五、结论

综上所述，您读取到的数值始终为 4的倍数，可能的原因包括：

| 可能原因 | 说明 |
|----------|------|
| 编码器输出为4倍频信号 | 导致单片机再处理后计数为8倍频，但读出为4的倍数 |
| 单片机QEI模块启用4倍频 | 每次有效边沿计数+1，但由于读取频率低，读出为4的倍数 |
| 软件读取频率过低 | 快速旋转下累计多个4倍频计数，导致读数为4的整数倍 |
| 信号抖动或质量差 | 导致部分边沿未被识别，计数不连续 |

建议您结合硬件信号测试与软件配置检查，逐步排查上述可能性，以定位具体原因。

如需进一步帮助，建议提供以下信息：
编码器型号及每圈脉冲数（PPR）
STC8H1K17的QEI配置代码（如初始化寄存器设置）
PWM1CNTR的读取方式及频率

祝您调试顺利，如有需要，欢迎继续交流。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

王***

中断里面读取的吗？如果想要每个都读取，可以尝试打开TIE，捕获中断。
或者在while循环内持续读取