STM32CUBEIDE（12）----定时器TIM捕获PWM测量频率与占空比

概述

本章STM32CUBEMX配置STM32F103输出PWM，并在示波器中查看效果。 最近在弄ST和GD的课程，需要GD样片的可以加群申请：615061293 。

生成例程

使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-F103RB开发板

查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

配置串口。

查看原理图，PA8设置为PWM输出管脚，PA0设置为定时器输入捕获管脚。

配置时钟树

配置时钟为64M。

配置PWM

配置定时器1输出pwm的频率为1K。

配置输入捕获

开启中断

STM32CUBEIDE配置

若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

串口重定向

在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函数声明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
#ifdef __GNUC__                                    //串口重定向
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif 
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

占空比与频率计算

占空比=(t1-t0)/(t2-t0) 频率=(t2-t0)/时钟频率= =(t2-t0)/(64M/(psc+1))

周期需要2个上升沿去判断，设定第一个上升沿time_flag由0->1，下降沿time_dowm_flag由0->1，此时就知道正占空比时间，当在产生上升沿时候，就可以计算出周期使用的时间。

变量定义

#define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
uint8_t time_dowm_flag=0;//下降沿标志位

uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
float time_frequency;//频率
float time_duty;//占空比

设置PWM占空比以及开启输入捕获

/* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//函数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能,并使能相应的中断
HAL_Delay(100);
  /* USER CODE END 2 */

回调函数

/* USER CODE BEGIN 4 */
// 捕获中断回调函数，每次捕获到信号就会进入这个回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
        {
            time_up_flag=1;
            __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
            __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计

        }
        else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
        {

            time_dowm_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
            __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); // 改变捕获极性为上升沿沿捕获
            time_dowm_flag=1;
        }        
        else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
        {        
            time_up_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
            __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
            time_dowm_flag=0;
            __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计

        }    

    }    
}
/* USER CODE END 4 */

主函数

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
                    time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
            time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比    
        printf("\\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
//        __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
//        __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);

        HAL_Delay(1000);
  }
  /* USER CODE END 3 */

测试结果

当输出1k频率，30%正占空比。

当输出4k频率，60%正占空比。

审核编辑：汤梓红