代码收藏家技术教程 2023-05-13

STM32笔记——定时器输入捕获功能（测量PWM的频率和占空比）

三、输入捕获功能测量PWM波的频率和占空比

3.1 测量频率的方法

3.2 测量过程

一、概述

主要介绍通用定时器的输入捕获功能，输入信号由GPIO口进入输入捕获通道，之后输入部分对相应的TIx输入信号采样，并产生一个滤波后的信号TIxF。然后，一个带极性选择的边缘检测器产生一个信号(TIxFPx)，它可以作为从模式控制器的输入触发或者作为捕获控制。

二、输入捕获功能

2.1 输入捕获简介

IC（Input Capture）输入捕获

输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时，当前CNT的值将被锁存到CCR中，可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数

每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道

可配置为PWMI模式，同时测量频率和占空比

可配合主从触发模式，实现硬件全自动测量

2.2 输入捕获通道

以输入捕获通道一为例：

TI1信号通过滤波器滤波得到TI1F信号，再经过带极性选择的边沿检测器，得到TI1F_Rising或者TI1F_Falling信号，经过选择器选择得到TI1FP1信号。

TI1FP1、来自通道2的TI2FP1信号和来自从模式的TRC信号，经过选择器得到输入比较1信号IC1，再选择分频器分频，得到输入捕获/比较寄存器的信号IC1PS。

三、输入捕获功能测量PWM波的频率和占空比

3.1 测量频率的方法

测频法：根据频率的定义：物质在单位时间内完成周期性变化的次数叫做频率。也就是说1s内，有多少次高低电平变化。f=N/T。

测周法：一个PWM周期的时间内，计算标准频率的变化次数，用标准频率除以计次次数N，得到PWM波的频率。

3.2 测量过程

初始化GPIO： ①使能GPIO时钟；②初始化结构体参数。
输入捕获部分初始化：①使能TIM时钟；②初始化输入捕获结构体参数：输入捕获通道的选择、滤波、边沿检测极性选择、分频器和通道交叉选择。
配置为PWMI模式，同时测量频率和占空比，让TI1FP2进入通道二。
时基单元初始化。
从模式触发源选择。
从模式选择。
使能TIM。

模块程序如下：

#include "stm32f10x.h"  

void IC_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1 ;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_PWMIConfig(TIM3,&TIM_ICInitStruct);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65536-1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72-1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1);
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);
	
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
	return 1000000/TIM_GetCapture1(TIM3);
}
uint32_t IC_GetDuty(void)
{
	return TIM_GetCapture2(TIM3)*100/TIM_GetCapture1(TIM3);
}