stm32定时器学习笔记（三）

STM32 定时器（TIM）学习笔记（三）

Part 3. 输入捕获模式

1. 简介

输出比较是将CNT的值与CCR进行比较以此作为输出的判断依据，而输入捕获则是将CNT的值存在CCR之中。

输入捕获模式与输出比较模式是相对的，且他们共用四个CCR寄存器，同时CH1到CH4的引脚也是共用的。

所以对于同一个定时器，要么选择输入捕获，要么选择输出比较，二者不可同时使用。

PWMI模式是专门为测量PWM的频率与占空比设计的。

2. 频率测量

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stm32只能测量方波，如果想要测量正弦波，还需要一个信号预处理电路

2.1 测频法

频率是一秒内来了多少个周期

所以我们可以在一个固定时间内数有多少个周期。

而对于方波来说，只需要计数上升沿或者下降沿就可以。

该方法要求信号频率低，且测出来的是平均值。

2.2 测周法

正如前文所说，两个上升沿之间的时间就是一个周期

那么我们只需要测量出两个上升沿之间的时间，再取一个倒数，就是频率

想要实现这点，我们需要一个计时器，这个及时器就是标准频率 \(f_c\),我们测量两个上升沿之间这个计数器记了多少次数，那么\(N/f_c\)就是周期，再对其取到数即可

该方法要求信号频率低，周期大，且测出来的是单次值。

2.3 中界频率

当\(N\)相同时，我们有\[f_x^2 = \frac{N}{T}\frac{f_c}{N} = \frac{f_c}{T}\]

由此可得PPT上的公式。

3. 输入捕获基本结构与主从触发模式

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TIFP只有CH1和CH2拥有，3和4没有，如果想用3和4作为计数器，那么只能使用中断函数，这样对于STM32的负载就较高

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在STM32中，主从触发模式是一种定时器工作模式，通常用于多个定时器之间的同步操作。在主从触发模式下，存在一个主定时器（Master Timer）和一个或多个从定时器（Slave Timer）。主定时器负责产生一个触发信号，而从定时器则根据这个触发信号进行触发操作。

让我用一个生动的例子来解释主从触发模式：

假设你是一位指挥官，手下有一支士兵队伍。你想要确保所有的士兵同时进行某个任务，以保持队伍的整齐和效率。为了做到这一点，你使用了主从触发模式：

  • 主定时器（Master Timer）：你作为指挥官，负责发出指令。你会向队伍发出一个统一的口令，例如“出发！”。这个口令就相当于主定时器产生的触发信号。
  • 从定时器（Slave Timer）：队伍中的每个士兵都是一个从定时器，他们听到你的口令后，立即开始执行任务。他们的行动是根据你的口令进行触发的。

在这个例子中，你就是主定时器，而士兵们则是从定时器。主定时器负责发出触发信号（口令），而从定时器则根据这个信号进行相应的动作（执行任务）。

4.代码实现

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TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate)

这个函数可以配置某个定时器的PSC，同时可以通过配置Preload的模式来选择是立即生效还是一个周期之后生效。

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TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

这个函数可以选择定时器，并且配置这个定时器的结构体

这里注意，GPIO选择上拉输入模式

注意，CNT的值不能超过ARR的值，所以我们要尽可能大的配置ARR的值

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TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	//选择是哪一个通道
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	//用来配置滤波器，这个数可以去参考手册找，对应了采样的频率与次数，根据实际需求选择
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
//选择是上升沿出发还是下降沿触发	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
//选择每几次触发捕获事件
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
//选择是直连通道还是交联通道的输入
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
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TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
// 配置触发源为TI1FP1
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);
	//设置从模式为清零

如果我们还想测试占空比，那么可以用以下代码初始化：

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TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

注意，这个函数只选择通道1或者通道2，当时通道3时，则应该会配置通道4

5.全代码

IC.c

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

uint32_t IC_GetFreq(void)
{
	return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}

IC.h

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#ifndef __IC_H
#define __IC_H

void IC_Init(void);
uint32_t IC_GetFreq(void);

#endif


PWM.c

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;		//GPIO_Pin_15;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
	TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
	
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
	TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate);
}

main.c

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	PWM_Init();
	IC_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz");
	
	PWM_SetPrescaler(720 - 1);			//Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
	PWM_SetCompare1(50);				//Duty = CCR / 100
	
	while (1)
	{
		OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5);
	}
}

Embedded System
stm32定时器学习笔记（三）
http://example.com/2024/12/01/stm32定时器学习笔记（三）/
Author
Wu Xuanye
Posted on
December 1, 2024
Licensed under