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ESP32:往MicroPython集成PCNT以支持硬件正交编码器

news 2025/7/15 6:20:20

背景

官方发布的1.23依然没有在ESP32中集成PCNT功能。考虑到硬件的PCNT模块可以提供4倍的编码精度（对比使用PIn IRQ），还能提供硬件去毛刺。

还是自己集成一下吧。

实际上Github上早在2022年1月的时候就已经有人建议了将PCNT加入正式版本的功能里面，但是官方一直没有动作：

ESP32: Add Quadrature Encoder and Pulse Counter classes. by IhorNehrutsa · Pull Request #8766 · micropython/micropython (github.com)作者的代码在这个连接：

IhorNehrutsa/micropython at ESP32_PCNT_Encoder_Counter (github.com)

代码质量很高。但是考虑到IDF和MP的版本更新，我还是决定自己在新的发布版本中将这个功能加到里面。

差异性分析

在文件差异这里可以看到作者的代码和官方代码的差异性：

提一句，这个代码的使用说明和实际的代码是有差异（估计是后来改了一部分）的，需要去看源代码确认。

实际上需要改的就是ports/esp32下面的8个文件，而且machine_encoder.c和machine_encoder.h的两个代码是完全新增的，可以原作者那边下载回来；然后去micropython那边下载1.23的代码回来。

代码修改

对比是精确到行的，所以点开代码一个个该就好了，需要注意，有一些文件改的地方不止一处，别只改一处就算了，否则编译会大概率出错。

全部改好之后，编译一次。MP的编译最好在linux，笔者是在ubuntu，有很多相关的文章，我就不重复了。

//idf 环境变量
cd esp-idf
source export.sh
//编译mpy交叉交叉编译器
cd ~/micropython/mpy-cross
make
//配置板子信息
cd ~/micropython/ports/esp32
idf.py -D MICROPY_BOARD=ESP32_GENERIC_S3 menuconfig
//编译
make BOARD=ESP32_GENERIC_S3 MICROPY_BOARD_VARIANT=FLASH_4M

注意安自己的实际条件改下board和path。我是直接买的ESP32-S3-R2FH4，集成2M PSRAM和4M FLASH的（主要是这个性价比高），所以我新建了一个板，和你想要的版本可能是不一样的。

然后就报错了（情理之中）。

第一个warning是说pcnt.h这个驱动快过期了，让你用pulse_cnt.h，实际上这个影响不大（我注释了这个include依然能过，问题是在STATIC，C的保留字应该是小写的 static。去看看官方的machine_pwm.c，用的也是static。那就在上面加一个宏定义好了：

这下就能编译出来了。

功能测试：

from machine import Encoder,PinencL = Encoder(0,phase_a = Pin(33,mode=Pin.IN),phase_b = Pin(34,mode=Pin.IN),x124=4,filter_ns = 10_000,);
encR = Encoder(1,phase_a = Pin(35,mode=Pin.IN),phase_b = Pin(36,mode=Pin.IN),x124=4,filter_ns = 10_000,);while True:print (f'{encL.value()},{encR.value()}')import  timetime.sleep(1)

代码直接使用了两个正交编码器，接入的是平衡车的左右电机的编码器。测试代码有效，可以识别正传反转，而且4x之后精度确实很高。