芯教程丨平头哥助力昊芯HX2000系列芯片QEP电机测速

随着能源的日益短缺，科技的日趋智能化，高精度的脉冲测量，已日趋成为人们生产生活必然趋势。中科昊芯顺应时代要求，推出适用于高精度工业自动化运动控制的新版HXS320F28034PNT数字信号处理器DSP，芯片QEP模块以16位T法与32位M法，适配于较低与较高速度等级测速，更加有效助力于工程师实现高精度脉冲测量，广泛应用于电动车、电动汽车、轨道交通、全电飞机、新能源发电、机器人等工业自动化高精度控制领域。

自平头哥半导体有限公司的剑池集成开发环境（简称“CDK”）支持HX2000系列芯片调试以来，本期以QEP测速实例对QEP电机测速展开介绍。

HX2000系列QEP测速的实现方式如下：采用GPIO MUX定义引脚：获取差分编码器正交脉冲QEPA与QEPB、索引QEPI信号；通过QDECCTL[XCR]选择，上升沿、下降沿或双边沿捕获计数方式，得到时钟信号xCLK；经解码QDU逻辑处理，得到方向的高低电平信号iDIR；通过QDECCTL[QSRC]选择引脚模式：正交、方向、增或减计数，读取方向QDIR、时钟QCLK信号；通过QEPCTL[PCRM]选择，位置计数控制PCCU模式：索引位置事件、最大位置锁存、单位超时锁存；使能QEPCTL[QPEN]，捕获N线光电编码器输出双边沿脉冲，使位置计数器产生计数，从而计算电机转速，常用方法如下：

（1）T法：一个脉冲周期fclk内，捕获脉冲计数，载入16位定时器QCTMR。单位事件发生时，更新载入QCPRDLAT，电机转速n=60*fclk/(4N*QCPRDLAT)。QCTMR上溢时，位置方向QDIR将变化，使捕获单元QEPSTS[COEF]发生错误标志，故仅适用于低速测量。

（2）M法：规定检测事件Tc内，捕获脉冲计数。单位事件发生时，锁存到32位QPOSILAT和QPOSSLAT，故电机转速n=60*QPOSSLAT/(4N*Tc)，适用于高速测量。

详细介绍请参见下方二维码B站视频链接：

由此设计QEP测速实例：EPWM配置1KHz PWM波，模拟1000线编码器旋转，EQEP采用M法与T法测量60rpm与6000rpm下旋转的转速，单位周期为SysFreq*100，采用上升沿计数，捕获得到脉冲计数，实现转速测量，采用定时器中断实现三种不同功能切换，故硬件连接如下：GPIO0-GPIO20,GPIO1-GPIO21。

基于以上分析，在CDK上开发QEP脉冲捕获输出，代码包括：EPWM与EQEP的GPIO引脚配置，EPWM 1KHz两路互差90°的PWM波输出配置，EQEP单位时间锁存计数捕获功能配置，定时器Timer0配置，计数捕获、M法与T法测速程序及其功能切换的定时器中断服务程序，主程序调用执行。

CDK上开发QEP测速程序，其编译结果为：

编译通过后，就可以开始调试了，其中M法测速调试结果如下：

T法测速调试结果如下：

所捕获的光电编码器QEP正交脉冲波形为：

关于昊芯

“智由芯生 创享未来”，昊芯是数字信号处理器专业供应商。作为中国科学院科技成果转化企业，瞄准国际前沿芯片设计技术，依托多年积累的雄厚技术实力及对产业链的理解，以开放积极的心态，基于开源指令集架构RISC-V，打造多个系列数字信号处理器产品，并构建完善的处理器产品生态系统。产品具有广阔的市场前景，可广泛应用于工业控制及电机驱动、数字电源、光伏、储能、新能源汽车、消费电子、白色家电等领域。