06：【江科大stm32】：定时器输入捕获功能

news2025/4/19 11:54:06

定时器输入捕获功能

  • 1、通过定时器的输入捕获功能测量PWM波的频率
  • 2、PWMI模式测量频率和占空比

1、通过定时器的输入捕获功能测量PWM波的频率

在这里插入图片描述在这里插入图片描述定时器标准库相关的编程接口：

在这里插入图片描述

①PWM.c文件的代码如下：

/*
	通过定时器TIM2生成一个分辨率为10us,频率为1KHz的PWM波，
*/
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/*
	使用定时器TIM2，通过通道CH1(PA0)输出PWM波
*/
void PWM_Init(void)
{
	//1.使能时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	
	//2.选择内部时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	//3.对时基单元进行配置
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeInitStruct;
	TIM_TimeInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//时钟源分频
	TIM_TimeInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
	TIM_TimeInitStruct.TIM_Period = 100 - 1;//计数器,PWM的频率 = 1KHz,T = 1ms
	TIM_TimeInitStruct.TIM_Prescaler = 720 - 1;//预分频器，72M/720 = 100kHz
	TIM_TimeInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeInitStruct);
	
	//4.对输出比较单元进行配置
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);//给结构体默认初始值
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//选择PWM1模式
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//选择正极性
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//通道使能
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;//CCR的初始值
	
	TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStruct);
	
	//5.配置CH1通道对应的引脚PA0
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
	GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIOInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
	
	//6.使能定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void PWM_Set(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2,Compare);//更改CCR的值，及改变占空比
}

void Set_PSC(uint32_t Pres)
{
		TIM_PrescalerConfig(TIM2,Pres,TIM_PSCReloadMode_Immediate);//更改预分频PSC的值
}

②PWM.h文件的代码如下：

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void);
void PWM_Set(uint16_t Compare);
void Set_PSC(uint32_t Pres);

#endif

③IC.c文件的代码如下：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_Init(void)
{
	/*
		由于输入捕获通道和输出比较通道不能够同时的使用
	    我们使用了TIM2的CH1产生了1KHz的PWM波形，所以
		我们使用TIM3的CH1（PA6）进行对PWM波形的输入进行捕获，测量其频率
		接线时，将输出PWM的引脚（PA0）连接到输出捕获的引脚(PA6)
	*/	
	
	//1. 使能TIM3的时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	
	//2. 选择内部时钟源
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	//3.配置时基单元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeInitStruct;
	TIM_TimeInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//时钟源滤波分频
	TIM_TimeInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
	TIM_TimeInitStruct.TIM_Period = 65536 - 1;//计数器
	TIM_TimeInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;//预分频器，1MHz,即1us计数1次
	TIM_TimeInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeInitStruct);
	
	//4.对输入捕获引脚进行初始化
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
	GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
	GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
	
	//5.对输入捕获单元进行初始化
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//选择通道CH1，它不像输出比较每个通道都有一个函数TIM_OC?Init()
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0xF;//对捕获的信号进行滤波
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//极性不反向
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//对捕获信号进行1分频
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//选择直接连接
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);
	
	//6.对从模式进行配置
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);//从模式触发源选择
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);//从模式的触发的模式，对计数器清零
	
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

uint32_t Get_Freq(void)
{
	return 1000000 / TIM_GetCapture1(TIM3);//TIM_GetCapture1()为获取通道CH1的CCR的值
}

④IC.h文件的代码如下：

#ifndef __IC_H
#define __IC_H
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_Init(void);
uint32_t Get_Freq(void);
	
#endif

⑤主程序文件的代码如下：

/*
	通过输入捕获功能，捕获定时器产生的PWM波形的频率，和PWM波的占空比
*/

#include "stm32f10x.h" 
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	OLED_Clear();
	PWM_Init();
	IC_Init();
	OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");

	PWM_Set(50);//设置占空比为50%的PWM波形
//	Set_PSC(720 - 1);//更改预分频的值，即分辨率的值，72M/720 = 100KHz,
	                   //则分辨率为：1/100KHz = 10us,则PWM的T = 100 * 10us = 1ms，F = 1KHz
	while(1)
	{	
		OLED_ShowNum(1,6,Get_Freq(),5);
	}
}

2、PWMI模式测量频率和占空比

在这里插入图片描述①IC.c文件的代码如下：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_Init(void)
{
	/*
		由于输入捕获通道和输出比较通道不能够同时的使用
	  我们使用了TIM2的CH1产生了1KHz的PWM波形，所以
		我们使用TIM3的CH1（PA6）进行对PWM波形的输入进行捕获，测量其频率
	*/	
	
	//1. 使能TIM3的时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	
	//2. 选择内部时钟源
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	//3.配置时基单元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeInitStruct;
	TIM_TimeInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//时钟源滤波分频
	TIM_TimeInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
	TIM_TimeInitStruct.TIM_Period = 65536 - 1;//计数器
	TIM_TimeInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;//预分频器，1MHz,即1us计数1次
	TIM_TimeInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeInitStruct);
	
	//4.对输入捕获引脚进行初始化
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
	GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
	GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
	
	//5.对输入捕获单元进行初始化
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//选择通道CH1，它不像输出比较每个通道都有一个函数TIM_OC?Init()
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0xF;//对捕获的信号进行滤波
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿开始捕获
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//对捕获信号进行1分频
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//选择直接连接
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);
	
//	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_2;//选择通道CH2，它不像输出比较每个通道都有一个函数TIM_OC?Init()
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0xF;//对捕获的信号进行滤波
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//下降沿开始捕获
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//对捕获信号进行1分频
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_IndirectTI;//选择间接连接
//	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);

/*
	如果配置了通道CH1，然后通过PWMI传入这些参数，
	那么PWM配置的是和CH1通道的参数相反，且这个函数
	只支持CH1和CH2。不能这样配置CH3和CH4
*/
	TIM_PWMIConfig(TIM3,&TIM_ICInitStruct);//和上面的配置相等
	
	//6.对从模式进行配置
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);//从模式触发源选择
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);//从模式的触发的模式，对计数器清零
	
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

uint32_t Get_Freq(void)//获取频率的函数
{
	return 1000000 / TIM_GetCapture1(TIM3);//获取通道CH1的CCR的值
}

uint32_t IC_GetDuty(void)//获取占空比
{
	return (TIM_GetCapture2(TIM3) * 100/ TIM_GetCapture1(TIM3)) ;
}

②主程序文件里面的代码如下：

/*
	通过输入捕获功能，捕获定时器产生的PWM波形的频率，和PWM波的占空比
*/

#include "stm32f10x.h" 
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	OLED_Clear();
	PWM_Init();
	IC_Init();
	OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");
	OLED_ShowString(2,1,"Duty:000%");

	PWM_Set(30);//设置占空比为30%的PWM波形
//	Set_PSC(720 - 1);//更改预分频的值，即分辨率的值，72M/720 = 100KHz,
	                   //则分辨率为：1/100KHz = 10us,则PWM的T = 100 * 10us = 1ms，F = 1KHz
	while(1)
	{	
		OLED_ShowNum(1,6,Get_Freq(),5);
		OLED_ShowNum(2,6,IC_GetDuty(),3);
	}
}

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