STM32 PWMI模式测频率占空比

STM32 PWMI模式测频率占空比

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/Echo_cy_/article/details/136044120

本文将详细介绍如何使用STM32的PWMI模式来测量PWM波形的频率和占空比。通过配置输入捕获电路，可以实现对PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数的测量。

前言

博文介绍如何配置输入捕获电路来测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数。

一、PWMI模式测频率占空比配置步骤

第一步、RCC开启时钟，把GPIO和TIM的时钟打开。
第二步、GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式。一般选择上拉输入或者浮空输入模式。
第三步、配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行。
第四步、配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、直连通道还是交叉通道、分频器这些参数。用一个结构体就可以统一进行配置了。配置成两个通道同时捕获同一个引脚的模式。
第五步、选择从模式的触发源，触发源选择为TI1FP1，这里调用一个库函数，给一个参数就行。
第六步、选择触发之后执行的操作，执行Reset操作，这里也是调用一个库函数就行了。
第七步、开启定时器，调用TIM_Cmd函数。

二、代码示例及注意事项

2.1 RCC开启时钟

将需要的TIM外设和GPIO外设的时钟打开。打开时钟后定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就会同时打开。

代码示例：

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使用APB1的开启时钟函数，因为TIM3是APB1总线的外设。
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

2.2 GPIO初始化

GPIO口可以在引脚定义表中查看：

默认复用功能这一列就是片上外设的端口和GPIO的连接关系。可以找到 TIM3的通道1和通道2对应PA6和PA7；TIM3的通道3和通道4对应PB0和PB1.本文举例使用TIM3的通道1引脚，所以就初始化PA6引脚。
GPIO配置成输入模式，选择上拉输入。

代码示例：

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IPU;//这里选择上拉输入
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

2.3 配置时基单元

配置时基单元，包括时钟源选择的配置。

1. 时基单元选择时钟源。
2. 配置时基单元，包括预分频器、自动重装器、计数模式等，这些参数可用结构体配置。

代码示例：

    TIM_InternalClockConfig(TIM3);
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision= TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up;//计数器模式
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period= 65536-1;//ARR自动重装器的值
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler= 72-1;//PSC预分频器的值
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter= 0;//重复计数器的值
    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);  

结构体成员：

• TIM_ClockDivision：指定时钟分频，用于信号经过滤波器时的滤波采样频率。
• TIM_CounterMode：计数器模式，这里选择向上计数模式TIM_CounterMode_Up。
• TIM_Period ：ARR自动重装器的值，设置大一些防止计数溢出。这里设置65536-1，也就是16位的计数器满量程计数。
• TIM_Prescaler：PSC预分频器的值，这个值决定了测周法的标准频率fc，72M / 预分频，就是计数器自增的频率，就是计数标准频率。这里给 72-1，这样标准频率就是72M / 72 = 1MHz。
• TIM_RepetitionCounter：重复计数器的值，只有高级定时器才有，本文初始化通用寄存器，所以值给0。

2.4 配置输入捕获单元

配置成两个通道同时捕获同一个引脚的模式。
简单直接的方法就是把两个通道初始化分别初始化，使用一个结构体定义，配置通道1直连输入，上升沿触发；配置通道2交叉输入，下降沿触发。这里对应PWMI基本结构框图。输入捕获单元配置详细内容可参考上一篇博文：STM32 输入捕获模式测频率STM32 输入捕获模式测频率-CSDN博客。

代码示例1：

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;//TIM_Channel选择通道
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0xF;//TIM_ICFilter配置输入捕获的滤波器
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;//TIM_ICPolarity极性
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICPrescaler分频器
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICSelection配置数据选择器
    TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_2;//TIM_Channel选择通道
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0xF;//TIM_ICFilter用来配置输入捕获的滤波器
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Falling;//TIM_ICPolarity极性，
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICPrescaler分频器
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_IndirectTI;//TIM_ICSelection配置数据选择器
    TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);

TIM_PWMIConfig函数可以快捷的把电路配置成PWMI模式的标准结构。
以上配置也可以直接调用TIM_PWMIConfig函数，只需要传入一个通道的参数，在函数里，会自动把剩下的一个通道初始化成相反的配置。如传入通道1，直连输入，上升沿触发，那函数里面就会顺带配置通道2，交叉输入，下降沿触发。

代码示例2：

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;//TIM_Channel选择通道
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0xF;//TIM_ICFilter配置输入捕获的滤波器
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;//TIM_ICPolarity极性
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICPrescaler分频器
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICSelection配置数据选择器
    TIM_PWMIConfig(TIM3,&TIM_ICInitStructure);

注意：TIM_PWMIConfig函数只支持通道1和通道2的配置，使用函数时不要传入通道3和通道4.

2.5 选择从模式的触发源

配置TRGI的触发源为TI1FP1.

代码示例：

    TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1);

    *     @arg TIM_TS_ITR0: Internal Trigger 0
    *     @arg TIM_TS_ITR1: Internal Trigger 1
    *     @arg TIM_TS_ITR2: Internal Trigger 2
    *     @arg TIM_TS_ITR3: Internal Trigger 3
    *     @arg TIM_TS_TI1F_ED: TI1 Edge Detector
    *     @arg TIM_TS_TI1FP1: Filtered Timer Input 1
    *     @arg TIM_TS_TI2FP2: Filtered Timer Input 2
    *     @arg TIM_TS_ETRF: External Trigger input

这里给出的8个可选触发源对应上图触发源选择的8个模式。这里选择TIM_TS_TI1FP1。

2.6 配置从模式为Reset

代码示例：

    TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);

    *     @arg TIM_SlaveMode_Reset: Rising edge of the selected trigger signal (TRGI) re-initializes
    *                               the counter and triggers an update of the registers.
    *     @arg TIM_SlaveMode_Gated:     The counter clock is enabled when the trigger signal (TRGI) is high.
    *     @arg TIM_SlaveMode_Trigger:   The counter starts at a rising edge of the trigger TRGI.
    *     @arg TIM_SlaveMode_External1: Rising edges of the selected trigger (TRGI) clock the counter.

这里的4种从模式对应上图中的4种从模式。从模式中还有3个Encoder从模式，是给编码器接口用的，有其他函数可以配置。
例子中选择Reset这个模式。

2.7 开启定时器

开启定时器，调用TIM_Cmd函数。

代码示例：

    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

启动定时器之后，CNT就会在内部时钟的驱动下不断自增。即使信号没有过来，它也会不断自增，等到有信号来的时候，会在从模式的作用下自动清零，不会影响测量。
初始化之后整个电路就可以全自动测量了。

总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了配置输入捕获电路来测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数。