基于HAL库的STM32单定时器多路输入捕获测量PWM的频率和占空比实现(状态机方式实现) |
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基于HAL库的STM32单定时器多路输入捕获测量PWM的频率和占空比实现(状态机方式实现)
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目录 写在前面 先回顾下定时器的单路捕获PWM 多路捕获PWM的频率和占空比（状态机实现) 我的思路: 状态图 配置 给出示例代码 测试效果 写在前面先有了这篇文章实现了单定时器的多通道测量频率，以外部时钟的方式可测量任意频率的方波),奈何不能多路测试PWM波的频率，于是有了本文。 基于HAL库的STM32的单定时器的多路输入捕获测量脉冲频率(外部时钟实现)_昊月光华的博客-CSDN博客 先回顾下定时器的单路捕获PWM对于定时器的单路捕获PWM的频率和脉冲,用cubemx配置：一个通道捕获上升沿，另一个通道捕获下降沿,Slave Mode 为Reset Mode .触发源为 TL1FP1 这可以很好地测量输入信号的周期和高电平时间,是使用定时器输入捕获的常用模式。(但仅限于定时器捕获单路PWM波) 在这种模式下: 1.上升沿到来时，触发中断，保存计数值到CCR1(假设通道1捕获上升沿的计数值),然后定时器的计数值清0（TIMx->CNT = 0)(这一点是关键) 2.下降沿到来时,保存计数值到CCR2(假设通道2捕获下降沿的计数值)，定时器的计数值不会清0.
PWM一个周期下映射到定时器的计数值 = 上升沿的计数值.(CCRx) PWM的频率 = 定时器的频率(1M) / （捕获上升沿的计数值 -0） PWM的占空比 = (下降沿的计数值 / 上升沿的计数值） 配置（以通道1上升沿直接捕获,通道2下降沿间接捕获)
给出以上的实例代码 void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { static u16 t = 0; static u16 d = 0; if(htim->Instance == TIM2) { if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1) { LEDDT[0]=1; t = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1)+1; freq = 1000000 / t; duty = (float)d/t*100; } else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) { LEDDT[1]=2; d = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_2)+1; } } } 多路捕获PWM的频率和占空比（状态机实现) 我的思路:配置定时器的两个通道都为上升沿捕获，开启定时器对于通道的输入捕获中断。 状态图
需要注意定时器的计数值有可能会溢出，所以要记录下溢出次数（在定时器的溢出更新中断中记录) PWM频率= 定时器频率/ 两个上升沿之间的计数值 定时器频率 = 系统时钟 /预分频系数 = 1M 两个上升沿之间的计数值 = 第二次上升沿的计数值 +( 溢出次数 x 重装载值）- 第一次上升沿的计数值. PWM占空比 = 有效计数值 / 两个上升沿的计数值 有效计数值（假设以高电平为有效电平) = 下降沿的计数值 + ( 溢出次数 x 重装载值)-上升沿的计数值 配置设置定时器的两个通道(多通道)为上升沿捕获计数值,这意味着每次PWM波在上升沿都会进入中断，保留计数值到CCRx. 用cubemx配置的话，就是很简单的配置方式,系统时钟80m，预分配系数80-1, 定时器频率为1M,预装载为0xffff(65535)
TIM3的通道1和通道2 数据类型: typedef struct mypwm{ u32 firstrisingcnt; u32 secondrisingcnt; u32 fallingcnt; u32 validcnt; //有效计数值对应于脉宽 float freq; float duty; u16 updatetimes; u8 state; } pwms;在溢出更新中断的回调函数中: void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim->Instance == TIM3) { mpwms[0].updatetimes++; mpwms[1].updatetimes++; //两路的更新计数值自加1,这里实际上可以用一个代替 } }输入捕获的中断回调函数 void Inputcapturehandle(pwms * cpwm,u32 cnt,TIM_HandleTypeDef *htim,u32 ch) { u32 temp = 0; switch(cpwm->state) { case 0: //测量上升沿 { //开启下次为下降沿采样 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, ch, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); //溢出计数值置为0 cpwm->updatetimes = 0; //捕获第一次计数值 cpwm->firstrisingcnt =cnt; //更新状态 cpwm->state = 1; break; } case 1: //测量下降沿 { //开启下一次为上升沿采样 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, ch, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); //捕获下降沿的计数值 cpwm->fallingcnt = cnt; //计算有效计数值(考虑溢出) cpwm->validcnt = (cpwm->updatetimes * htim->Instance->ARR)+ cpwm->fallingcnt-cpwm->firstrisingcnt; //溢出计数置为0 cpwm->updatetimes =0; //更新下一状态 cpwm->state = 2; break; } case 2: //再次测量上升沿 { //捕获第二次上升沿的计数值 cpwm->secondrisingcnt = cnt; //计算两个上升沿之间的计数值(考虑溢出) temp = cpwm->secondrisingcnt + (cpwm->updatetimes * htim->Instance->ARR) - cpwm->firstrisingcnt; //溢出计数值置为0 cpwm->updatetimes = 0; //计算频率 = 定时器频率/一个PWM波的两个上升沿的计数值 cpwm->freq = 1e6/temp; //计算占空比 cpwm->duty = cpwm->validcnt*1.0f / temp *100; //更新状态 cpwm->state = 0; } break; } } void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim->Instance == TIM3) { if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1) { //进入到自己的中断回调函数中执行 Inputcapturehandle(&mpwms[0],TIM3->CCR1,htim,TIM_CHANNEL_1); } else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) { //进入到自己的中断回调函数中执行 Inputcapturehandle(&mpwms[1],TIM3->CCR2,htim,TIM_CHANNEL_2); } } } 测试效果通过电位器控制输出PWM波的频率和占空比：输出格式为 频率 -占空比
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