基于 TMS320F28377D eQEP 的三丰位移传感器采集驱动设计

hlk634

782人浏览 · 2026-07-23 12:30:38

hlk634 · 2026-07-23 12:30:38 发布

文档版本：V1.0
编写日期：2026-07-23
适用平台：TMS320F28377D + AM26LS32ACDR + 三丰位移传感器

系统概述
硬件设计
- 2.1 系统硬件架构
- 2.2 AM26LS32ACDR 差分接收器
- 2.3 硬件连接详表
- 2.4 PCB 布局建议
eQEP 模块概述
- 3.1 模块简介
- 3.2 主要功能单元
- 3.3 输入信号说明
- 3.4 eQEP 基地址与寄存器映射
eQEP 编程实现方法
- 4.1 GPIO 引脚配置
- 4.2 eQEP 模块初始化
- 4.3 位置计数器工作模式
- 4.4 4倍频计数原理
- 4.5 位置数据读取
- 4.6 中断配置
- 4.7 DriverLib 函数速查
本驱动软件实现
- 5.1 数据结构定义
- 5.2 初始化函数实现
- 5.3 定时中断读取实现
- 5.4 双核通信实现
- 5.5 主程序调用流程
寄存器参考速查表
注意事项与扩展建议
总结
附录：完整源代码

1. 系统概述

本文档描述了一套基于 TMS320F28377D 的增强型正交编码器脉冲（eQEP）模块，用于采集 三丰（Mitutoyo）位移传感器 输出信号并实现位移检测的驱动程序。该驱动已在实际焊接控制系统中部署，通过 eQEP 硬件解码、定时中断读取和双核通信，实现了高精度、低延迟的位移监控。

1.1 技术指标

传感器类型：三丰位移传感器（差分正交信号输出）
信号调理：AM26LS32ACDR 差分接收器
主控芯片：TMS320F28377D（双核 C28x，200MHz）
eQEP 模块：EQEP3（正交计数模式）
采样频率：2kHz（ePWM3 周期中断）
位置分辨率：32 位（最大 0xFFFFFFFF）
通信方式：IPC 共享内存（CPU1 → CPU2）

1.2 应用场景

本驱动适用于以下工业控制场景：

电阻焊焊接位移监控
缝焊位置控制
多级限位报警
位置闭环控制

2. 硬件设计

2.1 系统硬件架构

整个位移采集系统的硬件信号链如下：

三丰位移传感器（差分信号）→ AM26LS32ACDR（差分转单端）→ TMS320F28377D eQEP模块（GPIO）

三丰位移传感器通常输出差分正交信号（A+、A-、B+、B-），这类信号采用 RS-422 电气标准，具有抗共模干扰能力强、适合长距离传输（可达 1000 米）的特点。但 F28377D 的 eQEP 模块直接接受的是单端 TTL 电平信号，因此需要在传感器与 DSP 之间加入一个信号调理环节——差分线路接收器。

2.2 AM26LS32ACDR 差分接收器

AM26LS32ACDR 是德州仪器（TI）推出的一款四路差分线路接收器，专为工业级长距离、高抗干扰通信场景设计。其核心功能是将差分信号（如 RS-422 标准）转换为标准 TTL 逻辑电平输出。

2.2.1 主要电气特性

参数	规格
接收器数量	4路独立接收器
电源电压	单 5V 供电（4.75V ~ 5.25V）
数据速率	最高 10 Mbps
共模输入范围	±7V
输入灵敏度	±200mV
输入迟滞	50mV（典型值）
输入阻抗	最小 12kΩ
输出类型	三态输出，TTL 兼容
工作温度（AC 版本）	0°C ~ 70°C
工作温度（AI 版本）	-40°C ~ 85°C
封装	SOIC-16、PDIP-16、TSSOP-16 等

2.2.2 引脚功能说明（SOIC-16 封装）

引脚	名称	类型	功能描述
1	1A	输入	通道1 差分输入（同相）
2	1B	输入	通道1 差分输入（反相）
3	1Y	输出	通道1 单端逻辑输出
4	G	输入	高电平有效使能
5	G	输入	低电平有效使能
6	2A	输入	通道2 差分输入（同相）
7	2B	输入	通道2 差分输入（反相）
8	GND	电源	地
9	3B	输入	通道3 差分输入（反相）
10	3A	输入	通道3 差分输入（同相）
11	3Y	输出	通道3 单端逻辑输出
12	4B	输入	通道4 差分输入（反相）
13	4Y	输出	通道4 单端逻辑输出
14	4A	输入	通道4 差分输入（同相）
15	G	输入	低电平有效使能（内部连接）
16	VCC	电源	+5V 电源

2.2.3 核心功能

差分信号接收与转换：芯片内部每个接收器将差分输入对（A+ / A-）的电压差与内置阈值（典型值 ±200mV）进行比较，转换为单端 TTL 电平输出。差分传输方式使得信号在长距离传输时仍能保持良好的信号完整性。
使能控制：四个接收器共用使能功能，提供高电平有效（G） 和 低电平有效（G） 两种控制输入，可灵活配置接收器的启用/禁用状态。
失效防护：当输入端处于开路状态时，失效防护设计可确保输出始终为高电平，避免不确定状态。
输入迟滞：50mV 的输入迟滞有效提升了抗干扰能力，防止信号在阈值附近抖动时输出不稳定。

2.2.4 功能真值表（每个接收器）

差分输入（A - B）	G	G	输出 Y
≥ VIT+（≥ 200mV）	H	X	H
≤ VIT-（≤ -200mV）	H	X	L
不确定区间	H	X	不确定
X	L	X	Z（高阻）
X	X	H	Z（高阻）
开路	H	X	H

注：H = 高电平，L = 低电平，X = 无关，Z = 高阻抗

2.3 硬件连接详表

2.3.1 AM26LS32ACDR 引脚连接

本设计使用 AM26LS32ACDR 的通道1 和通道2 分别处理 A 相和 B 相信号：

AM26LS32ACDR 引脚	连接目标	说明
1A（引脚1）	传感器 A+	差分输入正端
1B（引脚2）	传感器 A-	差分输入负端
1Y（引脚3）	F28377D EQEP3A（GPIO10）	单端 A 相输出
6（引脚6）	传感器 B+	差分输入正端
7（引脚7）	传感器 B-	差分输入负端
5（引脚5）	F28377D EQEP3B（GPIO11）	单端 B 相输出
G（引脚4）	+5V	高电平使能（始终使能）
G（引脚5）	GND	低电平使能（始终使能）
VCC（引脚16）	+5V	电源
GND（引脚8）	GND	地

2.3.2 F28377D GPIO 配置

信号	引脚	复用功能	配置说明
EQEP3A	GPIO10	eQEP3 功能	同步输入模式
EQEP3B	GPIO11	eQEP3 功能	同步输入模式

2.3.3 电平兼容性说明

AM26LS32ACDR 在 5V 供电时输出高电平典型值接近 5V，最低保证 2.7V。F28377D 的 GPIO 为 5V 容忍（5V Tolerant） 设计，因此 输出引脚（1Y、2Y）可直接连接到 F28377D 的 EQEPxA 和 EQEPxB 引脚，无需额外的电平转换电路。

2.4 PCB 布局建议

旁路电容：在 VCC 与 GND 之间靠近芯片位置放置 0.1μF 旁路电容，以抑制电源噪声
差分走线：差分输入走线应成对、靠近布线，以保持差分阻抗匹配并减少共模噪声耦合
走线隔离：输入走线尽量远离电源或输出走线，避免寄生耦合
地平面：建议使用完整的地平面，降低 EMI 和信号串扰
输入保护：可在信号输入端添加 TVS 二极管以防静电和过压

3. eQEP 模块概述

3.1 模块简介

增强型正交编码器脉冲（eQEP）模块用于直接与线性或旋转增量式编码器接口，获取旋转机械的位置、方向和速度信息，广泛应用于高性能运动与位置控制系统。

TMS320F28377D 器件具有多达 3 个 eQEP 模块（EQEP1、EQEP2、EQEP3），本设计选用 EQEP3。

3.2 主要功能单元

eQEP 外设包含以下主要功能单元：

功能单元	缩写	功能描述
可编程输入滤波	GPIO MUX	每个引脚可配置输入同步与滤波
正交解码器单元	QDU	解码 A/B 相信号，生成时钟和方向
位置计数器与控制单元	PCCU	位置测量、计数器复位与锁存
正交边沿捕获单元	QCAP	低速测量，测量单位位置事件间的时间
单元时基	UTIME	速度/频率测量的时间基准
看门狗定时器	QWDOG	检测电机堵转（无 QCLK 事件）

3.3 输入信号说明

eQEP 模块包含以下输入引脚：

信号	功能	本设计使用情况
QEPA	正交 A 相信号（或时钟输入）	✅ 使用
QEPB	正交 B 相信号（或方向输入）	✅ 使用
QEPI	索引/零位信号，用于绝对位置参考	❌ 未使用
QEPS	选通输入，通用位置锁存信号	❌ 未使用

3.4 eQEP 基地址与寄存器映射

eQEP 模块	起始地址	结束地址
EQep1Regs	0x0000_5100	0x0000_513F
EQep2Regs	0x0000_5140	0x0000_517F
EQep3Regs	0x0000_5180	0x0000_51BF

关键寄存器列表：

偏移地址	寄存器	功能
0x00	QPOSCNT	当前位置计数器（32位）
0x02	QPOSINIT	初始化位置值
0x04	QPOSMAX	最大位置计数值
0x06	QPOSCMP	位置比较值
0x08	QPOSILAT	索引位置锁存
0x0A	QPOSSLAT	选通位置锁存
0x0C	QPOSLAT	位置锁存
0x0E	QUTMR	单元定时器
0x10	QUPRD	单元周期寄存器
0x12	QWDTMR	看门狗定时器
0x13	QWDPRD	看门狗周期寄存器
0x14	QDECCTL	解码控制寄存器
0x15	QEPCTL	eQEP 控制寄存器
0x16	QCAPCTL	捕获控制寄存器
0x17	QPOSCTL	位置比较控制寄存器
0x18	QEINT	中断使能寄存器
0x19	QFLG	中断标志寄存器
0x1A	QCLR	中断清除寄存器
0x1B	QFRC	中断强制寄存器
0x1C	QEPSTS	状态寄存器
0x1D	QCTMR	捕获定时器
0x1E	QCPRD	捕获周期寄存器
0x1F	QCTMRLAT	捕获定时器锁存
0x20	QCPRDLAT	捕获周期锁存

4. eQEP 编程实现方法

4.1 GPIO 引脚配置

eQEP 输入 GPIO 引脚必须配置为同步输入模式（带或不带输入滤波），不能使用异步模式。

void InitEQep3Gpio(void)
{
    EALLOW;

    // 配置引脚复用功能
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO10 = 1;  // GPIO10 → EQEP3A
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO11 = 1;  // GPIO11 → EQEP3B

    // 配置为同步输入模式（带 3 个采样周期的输入滤波）
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO10 = 2; // 3-sample qualification
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO11 = 2;

    // 可选：使能内部上拉电阻
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO10 = 0;
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO11 = 0;

    EDIS;
}

重要：配置 GPIO 时应先配置 GPyGMUX 位，再配置 GPyMUX 位，以避免引脚上产生毛刺。

4.2 eQEP 模块初始化

4.2.1 解码控制寄存器（QDECCTL）

位域	功能	选项	说明
QSRC[15:14]	位置计数器时钟源选择	00	正交计数模式
		01	方向-计数模式
		10	上升计数模式（频率测量）
		11	下降计数模式（频率测量）
SOEN[13]	同步输出使能	0/1	位置比较同步输出
SPSEL[12]	同步输出引脚选择	0/1	索引引脚或选通引脚
XCR[11]	外部时钟倍率	0/1	0=双边沿计数（2x），1=单边沿计数
SWAP[10]	A/B 输入交换	0/1	交换 QEPA/QEPB 输入
IGATE[9]	索引门控	0/1	用选通信号门控索引脉冲
QAP[8]	QEPA 输入极性	0/1	0=不反相，1=反相
QBP[7]	QEPB 输入极性	0/1	0=不反相，1=反相
QIP[6]	QEPI 输入极性	0/1	0=不反相，1=反相
QSP[5]	QEPS 输入极性	0/1	0=不反相，1=反相

4.2.2 eQEP 控制寄存器（QEPCTL）

位域	功能	选项	说明
FREE_SOFT[15:14]	仿真模式	00	暂停时立即停止
		01	暂停时完成当前周期后停止
		10/11	暂停时不受影响
PCRM[13:12]	位置计数器复位模式	00	索引事件复位
		01	最大位置复位
		10	首次索引事件复位
		11	单元超时复位
SEI[11:10]	选通事件初始化	00/01	禁用
		10	选通上升沿初始化
		11	方向相关边沿初始化
IEI[9:8]	索引事件初始化	00/01	禁用
		10	索引上升沿初始化
		11	索引下降沿初始化
SWI[7]	软件初始化	0/1	写1初始化位置计数器
SEL[6]	选通事件锁存	0/1	选通边沿锁存位置计数器
IEL[5:4]	索引事件锁存	00	保留
		01	索引上升沿锁存
		10	索引下降沿锁存
		11	索引事件标志锁存（软件索引标志）
QPEN[3]	eQEP 使能	0/1	0=复位/禁用，1=使能
QCLM[2]	锁存模式	0/1	0=CPU读取时锁存，1=单元超时时锁存
UTE[1]	单元定时器使能	0/1	使能单元定时器
WDE[0]	看门狗使能	0/1	使能看门狗定时器

4.2.3 完整初始化代码

void POSSPEED_Init(void)
{
    //-------------------------------------------------------------------------
    // 1. 解码控制寄存器 (QDECCTL)
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QSRC = 00;    // 正交计数模式
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.XCR = 0;      // 2x 分辨率（双边沿计数）
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.SWAP = 0;     // 不交换 A/B 输入
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QAP = 0;      // QEPA 不反相
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QBP = 0;      // QEPB 不反相

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 2. eQEP 控制寄存器 (QEPCTL)
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.FREE_SOFT = 2; // 仿真暂停时计数器继续运行
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.PCRM = 00;     // 索引事件复位位置计数器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.IEI = 2;       // 索引上升沿初始化位置计数器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.SEI = 0;       // 选通事件初始化禁用
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.SEL = 0;       // 选通事件锁存禁用
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.IEL = 0;       // 索引事件锁存禁用
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.UTE = 1;       // 使能单元定时器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.QCLM = 1;      // 单元超时时锁存位置
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.WDE = 0;       // 禁用看门狗（本应用未使用）

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 3. 位置计数器配置 (QPOSMAX / QPOSINIT)
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QPOSMAX = 0xFFFFFFFF;     // 32 位最大计数值
    EQep3Regs.QPOSINIT = 0;             // 初始化位置值

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 4. 捕获单元配置 (QCAPCTL) - 用于低速测速（本设计未使用）
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.UPPS = 5;     // 每 32 个 QCLK 产生单位位置事件
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.CCPS = 2;     // 捕获时钟 = SYSCLK/4
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.CEN = 1;      // 使能捕获单元

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 5. 单元定时器配置 (QUPRD)
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QUPRD = 2000000;          // 200MHz 下产生 100Hz 超时

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 6. 使能 eQEP 模块
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.QPEN = 1;      // QEP 使能
}

4.3 位置计数器工作模式

位置计数器可通过 QEPCTL[PCRM] 位配置为以下四种模式：

PCRM 值	模式	正向计数	反向计数
00	索引事件复位	索引事件时复位为 0	索引事件时复位为 QPOSMAX
01	最大位置复位	达到 QPOSMAX 时复位为 0	达到 0 时复位为 QPOSMAX
10	首次索引事件复位	首次索引事件复位为 0，后续按最大位置模式运行
11	单元超时复位	单元超时事件时复位

本设计采用 PCRM = 00（索引事件复位） 模式，配合 IEI = 2（索引上升沿初始化），使位置计数器在每个索引脉冲的上升沿复位。

4.4 4倍频计数原理

eQEP 模块通过在 QEPA 和 QEPB 信号的上升沿和下降沿均产生计数脉冲（QCLK），实现 4 倍频 的位置分辨率提升：

传感器每输出一个完整的 A/B 周期，位置计数器增加 4 个计数值
例如：1000 线/转的编码器，eQEP 可提供 4000 个计数/转 的分辨率

计数方向判定：

正向旋转：QEPA 信号领先 QEPB 信号 90°
反向旋转：QEPB 信号领先 QEPA 信号 90°

4.5 位置数据读取

读取当前位置计数器值，可直接访问 QPOSCNT 寄存器：

// 读取 32 位位置计数值
int32 position = EQep3Regs.QPOSCNT;

// 或使用 DriverLib 函数
int32 position = EQEP_getPosition(EQEP3_BASE);

状态标志读取：

// 读取方向标志（1=正向，0=反向）
uint16_t direction = EQep3Regs.QEPSTS.bit.QDF;

// 读取单元位置事件标志
uint16_t upevent = EQep3Regs.QEPSTS.bit.UPEVNT;

// 清除标志位（写1清除）
EQep3Regs.QEPSTS.bit.UPEVNT = 1;

4.6 中断配置

eQEP 模块支持 11 种中断事件：

中断事件	标志位	说明
PCE	位置计数器错误	索引事件时 QPOSCNT 不等于 0 或 QPOSMAX
PHE	正交相位错误	QEPA 和 QEPB 同时跳变（无效状态转换）
QDC	QEP 方向改变	方向变化
WTO	看门狗超时	看门狗定时器超时
PCU	位置计数器上溢	计数超过 QPOSMAX
PCO	位置计数器下溢	计数低于 0
PCR	位置比较就绪	影子寄存器加载完成
PCM	位置比较匹配	QPOSCNT 等于 QPOSCMP
SEL	选通事件锁存	选通信号锁存位置计数器
IEL	索引事件锁存	索引信号锁存位置计数器
UTO	单元超时	单元定时器超时

中断使能配置示例：

// 使能单元超时中断
EQep3Regs.QEINT.bit.UTO = 1;

// 使能位置比较匹配中断
EQep3Regs.QEINT.bit.PCM = 1;

// 在 PIE 中使能 eQEP 中断（eQEP3 中断在 PIE 组 3.4）
PieCtrlRegs.PIEIER3.bit.INTx4 = 1;
IER |= M_INT3;

中断服务程序框架：

__interrupt void eqep3_isr(void)
{
    // 检查中断源
    if(EQep3Regs.QFLG.bit.UTO == 1)
    {
        // 处理单元超时事件
        // ...
        
        // 清除中断标志
        EQep3Regs.QCLR.bit.UTO = 1;
    }
    
    if(EQep3Regs.QFLG.bit.PCM == 1)
    {
        // 处理位置比较匹配事件
        // ...
        EQep3Regs.QCLR.bit.PCM = 1;
    }
    
    // 清除全局中断标志
    EQep3Regs.QCLR.bit.INT = 1;
    
    // 应答 PIE
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP3;
}

4.7 DriverLib 函数速查

TI C2000Ware 提供了 eQEP 的 DriverLib 函数，常用函数列表如下：

功能分类	DriverLib 函数	说明
位置读取	`EQEP_getPosition(base)`	读取当前计数值
位置设置	`EQEP_setPosition(base, value)`	设置计数值
初始位置	`EQEP_setInitialPosition(base, value)`	设置初始化值
最大位置	`EQEP_setPositionCounterConfig(base, max, mode)`	配置最大值和模式
解码配置	`EQEP_setDecoderConfig(base, config)`	配置解码模式
输入极性	`EQEP_setInputPolarity(base, config)`	配置输入极性
模块使能	`EQEP_enableModule(base)`	使能 eQEP
模块禁用	`EQEP_disableModule(base)`	禁用 eQEP
捕获配置	`EQEP_setCaptureConfig(base, config)`	配置捕获单元
捕获使能	`EQEP_enableCapture(base)`	使能捕获单元
中断使能	`EQEP_enableInterrupt(base, intFlags)`	使能指定中断
中断禁用	`EQEP_disableInterrupt(base, intFlags)`	禁用指定中断
中断标志	`EQEP_getInterruptStatus(base)`	读取中断标志
中断清除	`EQEP_clearInterruptStatus(base, intFlags)`	清除中断标志
方向读取	`EQEP_getDirection(base)`	读取当前方向
状态读取	`EQEP_getStatus(base)`	读取状态寄存器
位置锁存	`EQEP_getPositionLatch(base)`	读取锁存位置

5. 本驱动软件实现

5.1 数据结构定义

5.1.1 位移结构体

// 位移参数结构体
typedef struct {
    int32 Val;            // 当前计数值
    uint16 Level1Val;     // 阈值1（微米或计数单位）
    uint16 Level2Val;     // 阈值2
    uint16 Level3Val;     // 阈值3
    uint16 Level1Out;     // 比较结果位1
    uint16 Level2Out;     // 比较结果位2
    uint16 Level3Out;     // 比较结果位3
    uint16 Reset;         // 复位请求标志
} DisTypDef;

// 全局位移变量
volatile DisTypDef Dis;

5.1.2 中断计数变量

volatile Uint16 EndDelayCnt;      // 结束信号延时计数器
volatile Uint16 EndDelayCnt1;     // 机头电磁阀延时计数器
volatile int DisCNT;              // 位移采集计数
volatile int DisWave[10];         // 位移波形缓存（调试用）

5.2 初始化函数实现

void POSSPEED_Init(void)
{
    // 单元定时器周期：200MHz 下产生 100Hz 超时
    EQep3Regs.QUPRD = 2000000;

    // 解码控制：正交计数模式
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QSRC = 00;

    // 仿真模式：暂停时继续计数
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.FREE_SOFT = 2;

    // 位置计数器复位模式：索引事件复位
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.PCRM = 00;

    // 索引上升沿初始化位置计数器为 QPOSINIT（默认0）
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.IEI = 2;

    // 使能单元定时器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.UTE = 1;

    // 单元超时时锁存位置值
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.QCLM = 1;

    // 最大计数值（32位全范围）
    EQep3Regs.QPOSMAX = 0xFFFFFFFF;

    // 使能 eQEP 模块
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.QPEN = 1;

    // 捕获单元配置（用于低速测速，本设计仅设置但未使用）
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.UPPS = 5;    // 每 32 个 QCLK 产生单位位置事件
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.CCPS = 2;    // 捕获时钟分频
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.CEN = 1;     // 使能捕获单元
}

5.3 定时中断读取实现

5.3.1 中断配置

本设计未使用 eQEP 硬件中断，而是采用 ePWM3 周期中断（2kHz）定时读取位置计数器：

// 主程序中配置中断
PieVectTable.EPWM3_INT = &prdTick;
IER |= M_INT3;
PieCtrlRegs.PIEIER3.bit.INTx3 = 1;

5.3.2 中断服务程序

__interrupt void prdTick(void)
{
    // 清除状态标志（单位位置事件和溢出标志）
    EQep3Regs.QEPSTS.all = 0x88;

    // 读取当前计数值（32位）
    Dis.Val = EQep3Regs.QPOSCNT;

    // 三级位置比较
    if(Dis.Val > Dis.Level1Val)
        Dis.Level1Out = 1;
    else
        Dis.Level1Out = 0;

    if(Dis.Val > Dis.Level2Val)
        Dis.Level2Out = 1;
    else
        Dis.Level2Out = 0;

    if(Dis.Val > Dis.Level3Val)
        Dis.Level3Out = 1;
    else
        Dis.Level3Out = 0;

    // 打包状态位（低3位），通过 IPC 传递给 CPU2
    usCPU01Buffer1[0] = Dis.Level1Out | 
                        (Dis.Level2Out << 1) | 
                        (Dis.Level3Out << 2);

    // 位移值采集（用于波形记录，调试用）
    if(Dis.Val > 50 && DisCNT < 10)
    {
        DisCNT++;
        DisWave[DisCNT] = Dis.Val;
    }

    // 延时计数器更新
    EndDelayCnt++;          // 结束信号延时
    EndDelayCnt1++;         // 机头电磁阀延时
    
    if(EndDelayCnt1 > 2100)
        EndDelayCnt1 = 2100;

    // 外部复位脉冲控制
    if(Dis.Reset)
    {
        DIS_RESET_ON;
        Dis.Reset = 0;
    }
    else
    {
        DIS_RESET_OFF;
    }

    // 清除中断标志
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP3;
    EPwm3Regs.ETCLR.bit.INT = 1;
}

5.4 双核通信实现

位移比较结果（3个标志位）通过 IPC 共享内存 实时发送给 CPU2：

// 通信数组定义
volatile uint16_t usCPU01Buffer1[2];  // 快速状态传递

// 在中断中写入状态
usCPU01Buffer1[0] = Dis.Level1Out | 
                    (Dis.Level2Out << 1) | 
                    (Dis.Level3Out << 2);

// 状态位定义（CPU2 读取）：
// Bit 0: Level1Out（位移超过阈值1）
// Bit 1: Level2Out（位移超过阈值2）
// Bit 2: Level3Out（位移超过阈值3）

5.5 主程序调用流程

void main(void)
{
    // 1. 系统初始化
    InitSysCtrl();
    InitGpio();
    InitPieCtrl();
    InitPieVectTable();
    
    // 2. 初始化 GPIO 引脚
    InitEQep3Gpio();
    
    // 3. 初始化 ePWM（用于中断定时）
    initEpwm();
    
    // 4. 配置中断向量
    PieVectTable.EPWM3_INT = &prdTick;
    IER |= M_INT3;
    PieCtrlRegs.PIEIER3.bit.INTx3 = 1;
    
    // 5. 初始化 eQEP 模块
    POSSPEED_Init();
    
    // 6. 设置位移阈值
    Dis.Level1Val = 1000;  // 1000μm
    Dis.Level2Val = 2000;  // 2000μm
    Dis.Level3Val = 3000;  // 3000μm
    
    // 7. 使能全局中断
    EINT;
    ERTM;
    
    // 8. 主循环
    while(1)
    {
        // 用户应用程序代码...
        // 读取 usCPU01Buffer1[0] 获取位移状态
    }
}

6. 寄存器参考速查表

寄存器	偏移地址	复位值	位宽	功能描述	本驱动使用
QPOSCNT	0x00	0x00000000	32	当前位置计数器	✅ 每次中断读取
QPOSINIT	0x02	0x00000000	32	初始化位置值	✅ 默认0
QPOSMAX	0x04	0x00000000	32	最大位置计数值	✅ 设为0xFFFFFFFF
QPOSCMP	0x06	0x00000000	32	位置比较值	❌ 未使用
QPOSILAT	0x08	0x00000000	32	索引位置锁存	❌ 未使用
QPOSSLAT	0x0A	0x00000000	32	选通位置锁存	❌ 未使用
QPOSLAT	0x0C	0x00000000	32	位置锁存	❌ 未使用
QUTMR	0x0E	0x00000000	32	单元定时器	❌ 未使用
QUPRD	0x10	0x00000000	32	单元周期寄存器	✅ 设为2000000
QWDTMR	0x12	0x0000	16	看门狗定时器	❌ 未使用
QWDPRD	0x13	0x0000	16	看门狗周期寄存器	❌ 未使用
QDECCTL	0x14	0x0000	16	解码控制寄存器	✅ 配置正交模式
QEPCTL	0x15	0x0000	16	eQEP 控制寄存器	✅ 配置复位/使能
QCAPCTL	0x16	0x0000	16	捕获控制寄存器	✅ 配置但不使用
QPOSCTL	0x17	0x0000	16	位置比较控制寄存器	❌ 未使用
QEINT	0x18	0x0000	16	中断使能寄存器	❌ 未使用
QFLG	0x19	0x0000	16	中断标志寄存器	✅ 读取状态
QCLR	0x1A	0x0000	16	中断清除寄存器	✅ 清除标志
QFRC	0x1B	0x0000	16	中断强制寄存器	❌ 未使用
QEPSTS	0x1C	0x0000	16	状态寄存器	✅ 清除标志
QCTMR	0x1D	0x0000	16	捕获定时器	❌ 未使用
QCPRD	0x1E	0x0000	16	捕获周期寄存器	❌ 未使用
QCTMRLAT	0x1F	0x0000	16	捕获定时器锁存	❌ 未使用
QCPRDLAT	0x20	0x0000	16	捕获周期锁存	❌ 未使用

7. 注意事项与扩展建议

7.1 硬件注意事项

电源稳定性：AM26LS32ACDR 需稳定的 5V 供电，建议使用 LDO 或 DC-DC 稳压器
信号完整性：差分信号走线应尽量短且等长，避免阻抗不匹配
滤波设计：若传感器信号受干扰，可在 GPIO 配置中启用内部滤波，或在信号路径添加 RC 滤波器
ESD 防护：在传感器接口处添加 TVS 二极管，保护器件免受静电冲击
工作温度：AC 版本工作温度 0~70°C，若在严苛环境需使用 AI 版本（-40~85°C）

7.2 软件注意事项

GPIO 配置顺序：先配置 GPyGMUX，再配置 GPyMUX，避免引脚毛刺
中断优先级：确保 ePWM 中断不被其他中断长时间阻塞，以免丢失位移数据
双核同步：使用 IPC 时需注意共享资源保护，本驱动采用简单变量传递，无竞争风险
计数器溢出：QPOSMAX 设为 0xFFFFFFFF 时，计数器不会溢出，但需注意位移量的符号处理
寄存器访问：部分 eQEP 寄存器受 EALLOW 保护，修改前需解锁

7.3 扩展建议

功能扩展	实现方法	参考章节
速度测量	使用 QCAPCTL 捕获单元和 QUPRD 单元定时器	4.2.3
索引精确定位	配置 QEPCTL.IEL 为索引事件标志锁存模式	4.2.2
位置比较触发	配置 QPOSCMP 和 QPOSCTL	3.4
方向检测	读取 QEPSTS.QDF 标志位	4.5
看门狗保护	配置 QWDPRD 和 QEPCTL.WDE	4.2.2
eQEP 硬件中断	配置 QEINT 和 PIE	4.6

8. 总结

本驱动充分利用了 TMS320F28377D eQEP 模块的硬件解码能力，通过 AM26LS32ACDR 完成差分信号到单端 TTL 的转换，再经简单的初始化配置和定时中断读取，实现了对三丰位移传感器信号的精确采集和多级位置比较。

8.1 驱动特点

硬件解码：利用 eQEP 模块自动解码正交信号，减轻 CPU 负担
4 倍频计数：提高位置分辨率，实现微米级位移检测
定时采集：2kHz 固定采样周期，与控制系统同步
多级报警：三级位置阈值比较，可外接报警或控制信号
双核通信：通过 IPC 实时传递位移状态给 CPU2

8.2 性能指标

最大计数值：0xFFFFFFFF（约 42.9 亿）
采样频率：2kHz（500µs 周期）
位置分辨率：取决于传感器线数 × 4
通信延迟：纳秒级（共享内存直接访问）

8.3 后续优化方向

增加速度测量功能，实现速度闭环控制
使用 eQEP 硬件中断，提高实时响应能力
配置看门狗定时器，监测信号丢失
增加位移缓冲队列，实现波形记录与回放
使用 DMA 自动传输位置数据，减少 CPU 开销

9. 附录：完整源代码

9.1 头文件：eqep_driver.h

#ifndef EQEP_DRIVER_H
#define EQEP_DRIVER_H

#include "F28x_Project.h"

//=============================================================================
// 数据结构定义
//=============================================================================

typedef struct {
    int32 Val;            // 当前计数值
    uint16 Level1Val;     // 阈值1（微米或计数单位）
    uint16 Level2Val;     // 阈值2
    uint16 Level3Val;     // 阈值3
    uint16 Level1Out;     // 比较结果位1
    uint16 Level2Out;     // 比较结果位2
    uint16 Level3Out;     // 比较结果位3
    uint16 Reset;         // 复位请求标志
} DisTypDef;

//=============================================================================
// 外部变量声明
//=============================================================================

extern volatile DisTypDef Dis;
extern volatile Uint16 EndDelayCnt;
extern volatile Uint16 EndDelayCnt1;
extern volatile int DisCNT;
extern volatile int DisWave[10];

//=============================================================================
// 函数声明
//=============================================================================

void POSSPEED_Init(void);
__interrupt void prdTick(void);

#endif // EQEP_DRIVER_H

9.2 源文件：eqep_driver.c

//=============================================================================
// 包含文件
//=============================================================================

#include "F28x_Project.h"
#include "eqep_driver.h"
#include "adc_epwm_cpu01.h"

//=============================================================================
// 全局变量定义
//=============================================================================

volatile DisTypDef Dis;
volatile Uint16 EndDelayCnt = 0;
volatile Uint16 EndDelayCnt1 = 0;
volatile int DisCNT = 0;
volatile int DisWave[10] = {0};

//=============================================================================
// POSSPEED_Init - 初始化 eQEP3 模块
//=============================================================================

void POSSPEED_Init(void)
{
    //-------------------------------------------------------------------------
    // 1. 解码控制寄存器 (QDECCTL)
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QSRC = 00;    // 正交计数模式
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.XCR = 0;      // 2x 分辨率（双边沿计数）
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.SWAP = 0;     // 不交换 A/B 输入
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QAP = 0;      // QEPA 不反相
    EQep3Regs.QDECCTL.bit.QBP = 0;      // QEPB 不反相

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 2. eQEP 控制寄存器 (QEPCTL)
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.FREE_SOFT = 2; // 仿真暂停时计数器继续运行
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.PCRM = 00;     // 索引事件复位位置计数器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.IEI = 2;       // 索引上升沿初始化位置计数器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.SEI = 0;       // 选通事件初始化禁用
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.SEL = 0;       // 选通事件锁存禁用
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.IEL = 0;       // 索引事件锁存禁用
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.UTE = 1;       // 使能单元定时器
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.QCLM = 1;      // 单元超时时锁存位置
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.WDE = 0;       // 禁用看门狗

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 3. 位置计数器配置
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QPOSMAX = 0xFFFFFFFF;     // 32 位最大计数值
    EQep3Regs.QPOSINIT = 0;             // 初始化位置值

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 4. 捕获单元配置（低速测速，本设计未使用）
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.UPPS = 5;     // 每 32 个 QCLK 产生单位位置事件
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.CCPS = 2;     // 捕获时钟 = SYSCLK/4
    EQep3Regs.QCAPCTL.bit.CEN = 1;      // 使能捕获单元

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 5. 单元定时器配置
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QUPRD = 2000000;          // 200MHz 下产生 100Hz 超时

    //-------------------------------------------------------------------------
    // 6. 使能 eQEP 模块
    //-------------------------------------------------------------------------
    EQep3Regs.QEPCTL.bit.QPEN = 1;      // QEP 使能
}

//=============================================================================
// prdTick - ePWM3 周期中断服务程序（2kHz）
//=============================================================================

__interrupt void prdTick(void)
{
    // 清除状态标志（单位位置事件和溢出标志）
    EQep3Regs.QEPSTS.all = 0x88;

    // 读取当前计数值（32位）
    Dis.Val = EQep3Regs.QPOSCNT;

    // 三级位置比较
    if(Dis.Val > Dis.Level1Val)
        Dis.Level1Out = 1;
    else
        Dis.Level1Out = 0;

    if(Dis.Val > Dis.Level2Val)
        Dis.Level2Out = 1;
    else
        Dis.Level2Out = 0;

    if(Dis.Val > Dis.Level3Val)
        Dis.Level3Out = 1;
    else
        Dis.Level3Out = 0;

    // 打包状态位，用于 IPC 传递
    // Bit 0: Level1Out
    // Bit 1: Level2Out
    // Bit 2: Level3Out
    extern volatile uint16_t usCPU01Buffer1[];
    usCPU01Buffer1[0] = Dis.Level1Out | 
                        (Dis.Level2Out << 1) | 
                        (Dis.Level3Out << 2);

    // 位移波形采集（调试用）
    if(Dis.Val > 50 && DisCNT < 10)
    {
        DisCNT++;
        DisWave[DisCNT] = Dis.Val;
    }

    // 延时计数器
    EndDelayCnt++;
    EndDelayCnt1++;
    if(EndDelayCnt1 > 2100)
        EndDelayCnt1 = 2100;

    // 外部复位脉冲控制
    extern void DIS_RESET_ON(void);
    extern void DIS_RESET_OFF(void);
    
    if(Dis.Reset)
    {
        DIS_RESET_ON;
        Dis.Reset = 0;
    }
    else
    {
        DIS_RESET_OFF;
    }

    // 清除中断标志
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP3;
    EPwm3Regs.ETCLR.bit.INT = 1;
}

//=============================================================================
// 文件结束
//=============================================================================

9.3 GPIO 初始化函数

//=============================================================================
// InitEQep3Gpio - 初始化 eQEP3 的 GPIO 引脚
//=============================================================================

void InitEQep3Gpio(void)
{
    EALLOW;

    // 配置引脚复用功能
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO10 = 1;  // GPIO10 → EQEP3A
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO11 = 1;  // GPIO11 → EQEP3B

    // 配置为同步输入模式（3 个采样周期滤波）
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO10 = 2;
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO11 = 2;

    // 使能内部上拉电阻
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO10 = 0;
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO11 = 0;

    EDIS;
}

亚马逊云科技技术品牌专区

更多推荐

open-code-review Codex 插件教程：对话式调用评审技能指南

本文是一份面向新手的 **open-code-review Codex 插件教程**，教你在 Codex 中通过对话式方式调用 open-code-review 的 AI 代码评审技能。open-code-review 是阿里巴巴开源的 AI 代码评审工具，采用"确定性流水线 + LLM Agent"混合架构，内置多语言评审规则（NPE、线程安全、XSS、SQL 注入等），可在 Codex 里用一

亚马逊云科技技术品牌专区

OBS Studio 完整指南：免费开源录屏与直播软件从零上手

想做一场像模像样的直播，或者把屏幕内容录成教程视频，但一想到商用软件的订阅费就有些犹豫？其实你不需要花一分钱。OBS Studio 是一款免费开源的直播与录屏软件，支持 Windows、macOS 和 Linux，采集、混音、编码、推流、录制，一条流水线全包了。## 先搞清楚 OBS Studio 是什么OBS Studio 是一个"场景化"的采集合成工具：你把摄像头、窗口、浏览器、图片、

亚马逊云科技技术品牌专区

如何用MediaCrawler爬取小红书抖音数据？7大平台爬虫从安装到实战完整指南

MediaCrawler 是一个支持小红书、抖音、快手、B站、微博、百度贴吧、知乎的开源自媒体数据采集工具。它能按关键词、按帖子、按创作者主页三种方式抓取笔记/视频内容、评论甚至二级评论，并把结果存成 JSON、CSV、Excel 或数据库。适合做市场调研、竞品监控、内容选题的运营人员，以及想要现成爬虫框架而不想从零写 JS 逆向的开发者。## 从一次"手动抄数据"说起想象这个场景：你负责

亚马逊云科技技术品牌专区

所有评论(0)

查看更多评论

hlk634

@hlk634

已为社区贡献4条内容

基于 TMS320F28377D eQEP 的三丰位移传感器采集驱动设计

hlk634

目录

1. 系统概述

1.1 技术指标

1.2 应用场景

2. 硬件设计

2.1 系统硬件架构

2.2 AM26LS32ACDR 差分接收器

2.2.1 主要电气特性

2.2.2 引脚功能说明（SOIC-16 封装）

2.2.3 核心功能

2.2.4 功能真值表（每个接收器）

2.3 硬件连接详表

2.3.1 AM26LS32ACDR 引脚连接

2.3.2 F28377D GPIO 配置

2.3.3 电平兼容性说明

2.4 PCB 布局建议

3. eQEP 模块概述

3.1 模块简介

3.2 主要功能单元

3.3 输入信号说明

3.4 eQEP 基地址与寄存器映射

4. eQEP 编程实现方法

4.1 GPIO 引脚配置

4.2 eQEP 模块初始化

4.2.1 解码控制寄存器（QDECCTL）

4.2.2 eQEP 控制寄存器（QEPCTL）

4.2.3 完整初始化代码

4.3 位置计数器工作模式

4.4 4倍频计数原理

4.5 位置数据读取

4.6 中断配置

4.7 DriverLib 函数速查

5. 本驱动软件实现

5.1 数据结构定义

5.1.1 位移结构体

5.1.2 中断计数变量

5.2 初始化函数实现

5.3 定时中断读取实现

5.3.1 中断配置

5.3.2 中断服务程序

5.4 双核通信实现

5.5 主程序调用流程

6. 寄存器参考速查表

7. 注意事项与扩展建议

7.1 硬件注意事项

7.2 软件注意事项

7.3 扩展建议

8. 总结

8.1 驱动特点

8.2 性能指标

8.3 后续优化方向

9. 附录：完整源代码

9.1 头文件：eqep_driver.h

9.2 源文件：eqep_driver.c

9.3 GPIO 初始化函数

所有评论(0)

温馨提示：您尚未绑定手机号

hlk634