代码收藏家 使用STM32 HAL库进行PWM信号捕获，测量脉冲频率和占空比
频率：F = 1 / T
占空比：D = TH / (TH + TL)
TIM输入捕获的流程配置思路：
- 配置总线时钟
- 配置GPIO端口引脚
- 配置TIM定时器时基
- 配置NVIC中断
- 配置IC输入捕获模式
如果只采集PMW脉冲的频率，那么只需要使用单通道采集上升沿(或下降沿)信号，就可以求得频率值。（两次高电平或两次低电平之间的时间值，就可以计算出PWM的频率）。如果不仅需要采集PWM频率，还要采集PWM的占空比，那么需要同时采集上升沿和下降沿信号。
采集PWM脉冲频率及占空比数据可以使用单通道采集，也可以使用双通道采集。本文讲解单通道采集PWM频率+占空比，即采集一个周期内的 2次上升沿+1次下降沿或2次下降沿+1次上升沿。
在将计数器counter period的值，也就是自动重装载值ARR拉满时（0~0xFFFF），修改配置预分频PSC的值可以调整定时器的定时时间t。
2、HAL库版TIM输入捕获
配置PA7为脉冲捕捉引脚，TIM3_CH2
在STM32CubeMX中配置步骤如下：
生成了代码工程代码后，在其回调函数中，进行读取PWM输入捕获计数值，以进行频率+占空比计算操作。
HAL库TIM中断回调函数：
volatile float TIM3CH2_Freq = 0.0;
volatile float TIM3CH2_Duty = 0.0;
volatile int capture_end_flag = 0;
volatile uint32_t high_val = 0;
volatile uint32_t low_val = 0;
//TIM单通道采集PWM频率+占空比
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
static uint8_t capture_cnt = 1; //电平捕捉计数
if(htim->Instance == TIM3) //判断是否由定时器3产生
{
if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) //TIM3 通道2
{
if(capture_end_flag == 0)
{
if(capture_cnt == 1) //第一个上升沿
{
capture_cnt = 2;
__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); //设置成下降沿触发
__HAL_TIM_SetCounter(htim, 0); //清空定时器计数值
high_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); //由第一个上升沿设为起始位置
}else if(capture_cnt == 2) //第一个下降沿
{
capture_cnt = 3;
low_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); //低电平起始位置
__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_2,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); //设置成上升沿触发
}else if(capture_cnt == 3) //第二个上升沿
{
capture_cnt = 1;
high_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);
//计算频率
TIM3CH2_Freq = (float)80000000 / 80 / (high_val+1);
//计算占空比
TIM3CH2_Duty = (float)low_val / (high_val+1);
capture_end_flag = 1;
}
}
}
}
}
HAL库主函数：
#include "main.h"
#include "stdio.h"
#include "adc.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
void SystemClock_Config(void);
void main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_USART1_UART_Init();
MX_TIM3_Init();
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_2);
while (1)
{
HAL_Delay(3000);
if(capture_end_flag == 1)
{
//计算频率
//TIM3CH2_Freq = (float)80000000 / 80 / (high_val+1);
//计算占空比
//TIM3CH2_Duty = (float)(low_val+1) / (high_val+1);
//printf("high_val:%d\r\n", high_val);
//printf("low_val:%d\r\n", low_val);
printf("捕获PWM频率:%.2f\r\n", TIM3CH2_Freq);
printf("捕获PWM占空比:%.2f\r\n", TIM3CH2_Duty);
capture_end_flag = 0;
}
}
}
输出2000Hz,占空比为45%的PWM信号
HAL库版的TIM输入捕获到的信号数据
3、标准库版TIM输入捕获
配置PD15引脚,TIM4_CH4为输入捕获模式
标准库TIM配置及中断服务函数配置：
//TIM输入捕获配置
void Capture_Wave_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE); //PD15 TIM4_CH4
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_TIM4);
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65535;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 84-1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_4;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_CC4, ENABLE);
}
uint32_t Cap_Freq = 0;
uint8_t Cap_Duty = 0;
uint8_t capture_cnt = 1;
uint8_t capture_end_flag = 0;
volatile uint32_t high_val = 0;
volatile uint32_t low_val = 0;
//TIM输入捕获中断函数
void TIM4_IRQHandler(void)
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作者：普通网友
