代码收藏家技术教程 2023-06-17

STM32输入捕获模式下实现PWM信号控制

1. 输入捕获PWM介绍

输入信号从一个外部接口输入，例如CH1，TI1经过输入滤波器和边沿检测器后，输出TI1FP1和TI1FP2两个副本，分别捕获PWM的上升沿和下降沿：

该模式是输入捕获模式的一个特例，除下列区别外，操作与输入捕获模式相同：

● 两个ICx信号被映射至同一个TIx输入。

● 这2个ICx信号为边沿有效，但是极性相反。

● 其中一个TIxFP信号被作为触发输入信号，而从模式控制器被配置成复位模式。

例如，你需要测量输入到TI1上的PWM信号的长度(TIMx_CCR1寄存器)和占空比(TIMx_CCR2寄存器)，具体步骤如下(取决于CK_INT的频率和预分频器的值)

● 选择TIMx_CCR1的有效输入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S=01(选择TI1)。

● 选择TI1FP1的有效极性(用来捕获数据到TIMx_CCR1中和清除计数器)：置CC1P=0(上升沿有效)。

● 选择TIMx_CCR2的有效输入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S=10(选择TI1)。

● 选择TI1FP2的有效极性(捕获数据到TIMx_CCR2)：置CC2P=1(下降沿有效)。

● 选择有效的触发输入信号：置TIMx_SMCR寄存器中的TS=101(选择TI1FP1)。
● 配置从模式控制器为复位模式：置TIMx_SMCR中的SMS=100。

● 使能捕获：置TIMx_CCER寄存器中CC1E=1且CC2E=1。

2. 硬件设计

实验的芯片型号为STM32F103VET6，一个是通用定时器TIM3 的通道1，即PA6，用于输出PWM 信号，另一个是高级控制定时器TIM1 的通道1，即PA8，用于PWM 输入捕获，实验中直接用一根杜邦线短接即可PA6 和PA8 即可。

3. CubeMX配置

配置TIM3的PWM输出信号相关参数，并且开启NVIC：

配置TIM1的从模式为复位模式，触发源为TI1FP1，即检测到PWM第一个上升沿时，计数器复位，从0开始计数。

时钟源为内部时钟，Channel1为输入捕获直接模式，Channel2为输入捕获间接模式，间接模式代表信号源与channel1是同一个信号源。

PSC为7200-1，Counter Period为65535，分频后的计数频率为10000Hz，最小检测频率约为0.1Hz：

Channel1为上升沿，Channel2的极性为下降沿：

开启中断：

4. 软件设计

设置参数：

//time.h

/* USER CODE BEGIN Private defines */
extern __IO uint16_t tim3RiseEdge;
extern __IO uint16_t tim3FallEdge;
extern __IO float tim3Duty;
/* USER CODE END Private defines */

产生动态PWM波和输入捕获中断回调函数实现：

//time.c

/* USER CODE BEGIN 0 */
__IO uint16_t periodClass=10;
__IO uint16_t tim3RiseEdge=0;
__IO uint16_t tim3FallEdge=0;
__IO float tim3Duty=0.0;
/* USER CODE END 0 */

/* USER CODE BEGIN 1 */
/**
  * @brief  Period elapsed callback in non-blocking mode
  * @param  htim TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance==TIM3)
	{
		static uint16_t periodCnt = 0;
		static uint16_t pwmIndex = 500;
		periodCnt++;
		if(periodCnt>=periodClass)
		{
			periodCnt=0;
			TIM3->CCR1=pwmIndex;
			pwmIndex++;
			if(pwmIndex>=1000)
			{
				pwmIndex=0;
			}
		}
	}
}
/**
  * @brief  Input Capture callback in non-blocking mode
  * @param  htim TIM IC handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance==TIM1)
	{
		if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
		{
			
			tim3RiseEdge = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
			tim3Duty = (float)tim3FallEdge/tim3RiseEdge;
		}
		if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
		{
			tim3FallEdge = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
		}
	}
}
/* USER CODE END 1 */

main函数打印PWM频率和占空比：

//main.c

  /* USER CODE BEGIN 2 */
	printf("Input Capeture PWM Lab");
	
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);

	/* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		HAL_Delay(1759);
		uint16_t tim3PWMFeq=(uint16_t)10000/tim3RiseEdge;
		printf("PWM频率为：%d Hz\n",tim3PWMFeq);
		printf("PWM占空比为：%.2f %%\n",tim3Duty*100);
		printf("tim3RiseEdge：%d \n",tim3RiseEdge);
		printf("tim3FallEdge：%d \n\n\n",tim3FallEdge);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 2 */