正交编码器一般指的是增量式光栅（磁栅）编码器，通常有三路输出信号，A相、B相、Z相，俗称ABZ编码器。所谓正交，即是A相信号和B相信号相位相差90°，根据AB相位的前后，即可判断旋转机构正转还是反转。Z相信号，是旋转一圈后输出的信号，也称为零点信号。
一般情况下使用专门的编码器接口，即是支持正交计数的定时器，由CPU硬件上实现脉冲计数和方向判断，用户只需从定时器寄存器获取脉冲计数和方向，相比使用GPIO模拟效率和精度高。定时器接口还支持边缘采集，可以实现2倍频、4倍频信号；例如5000线编码器，通过4倍频后，单圈实现20000脉冲，最低识别精度为360/20000°。
正交编码器接口定时器计数，与定时器位数密切关联；通常定时器有8位、6位、32位；目前主流ARM处理定时器以16位为主，高端处理器支持32位。对于8位计数器，溢出大小为2^8=255;16位计数器溢出大小为2 ^16=65535;32位计数器溢出大小为2 ^32=4294967294。
以50000线编码为例，经过4倍频后，单圈为20000脉冲；如果是8位计数器，单圈则溢出78次；16位计数器，3圈后溢出。对于高速场景，是不允许的。
以主流16位定时器为例，分别实现以上两个方式溢出处理。
如果速度不高，或者中断频率容忍度在设计范围，不影响其他任务的正常执行，则可以开启溢出中断，增加一个圈数计算变量，实现起来是非常方便的。实现步骤如下：
伪代码
int64_t count = 0;
/* init encoder timer */
/* reset encoder timer count */
/* IRQ handler */
void irq_handler(void)
{
if (direct == CCW)
{
count--;
}
else
{
count++;
}
}
/* read real pos */
int64_t read_real_pos(void)
{
int64_t pos= 0;
temp = count*(2^16 + 1) + (int64_t)__HAL_TIM_GET_COUNTER(&timer);
return pos;
}
注意有符号数运算，初始值为0；正转时易于理解。对于反正：初始值计数为0，翻转值65530，产生溢出中断一次，实际值为-6553636+65530 = -6。
对于高速场景，高频中断占用大量CPU资源，导致其他任务未能及时执行，这是不允许的。定时器计数溢出后归零，在未开启溢出中断时，用户无法感知溢出多少次。因此，我们只需保证处理周期内最多允许一次溢出，处理周期依赖于实际软件复杂度、编码器线数、最大转速。先上伪代码。
#define MAX_COUNT (50000*4)
#define TURN_COUNT (MAX_COUNT/2)
int64_t pos_fun(void)
{
static int64_t last_pos = 0;
int64_t temp_pos = 0;
int64_t real_pos = 0;
int64_t current_pos = timer_read_pos();
temp_pos = current_pos - last_pos;
if (temp_pos >= MAX_COUNT)
{
temp_pos -= TURN_COUNT;
}
else if (temp_pos < -MAX_COUNT)
{
temp_pos += TURN_COUNT;
}
last_pos = current_pos;
real_pos += temp_pos;
return real_pos;
}
实现原理：
MAX_COUNT 为单圈计数值TURN_COUNT 为一个计算临界值，通常取单圈数值的一半实质上，该方式也适用于一些绝对式编码器场景；如单圈绝对式编码器，该类编码器以数字接口（SSI、CAN、BISS、并口）输出位置信息，最大支持记录一圈的绝对位置，超出单圈位置后归零。