概述

   本章STM32CUBEMX配置STM32F103输出PWM，同时使用TIM测量PWM频率和正占空比。

生成例程

   使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-F103RB开发板。

2 w1 R2 A9 ~% t; b5 o

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

    配置串口。

  P0 _+ i" @5 _% R+ L% ^1 ^

    查看原理图，PA8设置为PWM输出管脚，PA0设置为定时器输入捕获管脚。

- u5 E+ a$ o& s7 x" Y配置时钟树

    配置时钟为64M。

' [4 t4 `6 S: _' Y$ u配置PWM

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

' ]" |1 i9 t* _/ E8 G& O# r

配置输入捕获
+ a' B/ x. B& K7 C4 u
0 z( {( d* t  O& i7 n) \

开启中断
8 F3 V( k5 r8 l+ C: o* f4 d

STM32CUBEIDE配置

    若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

串口重定向

    在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

1. /* USER CODE BEGIN Includes */
   
2. #include "stdio.h"
   " x2 Z$ M1 t) c4 O; }* [) C
3. /* USER CODE END Includes */

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. Z! M. s0 P% z4 @% |. A/ H7 v

    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   ( W" S0 o* N6 g6 f) ~# `  P% P
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   
4. #else
   
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   
6. #endif
   1 Y% W9 \" j* N3 m& {$ {
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   : j# g3 R$ n, f! c& Y
8. {
   
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
     `: z# _/ @$ `: Y
10.     return ch;
    
11. }
    , j' r6 l4 C+ ~  ~% n- {+ b0 a7 p, X
12. /* USER CODE END PFP */

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占空比与频率计算

    占空比=(t1-t0)/(t2-t0)

    频率=(t2-t0)/时钟频率= =(t2-t0)/(64M/(psc+1))

# o9 {9 S6 M# K& B

    周期需要2个上升沿去判断，设定第一个上升沿time_flag由0->1，下降沿time_dowm_flag由0->1，此时就知道正占空比时间，当在产生上升沿时候，就可以计算出周期使用的时间。

+ H0 D. z3 N0 B9 q& d1 j% q变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   
2. uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
   
3. uint8_t time_dowm_flag=0;//下降沿标志位
   
4. 
   
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   " y) y5 B0 g# I# ^) I/ l
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
     S1 I- a# @. \* P
7. 
   * A2 z( L/ L0 e. \+ R7 B% H1 v
8. 
     w$ o% a& k* C! @" ~; E
9. 
   & O1 w3 n% A( K- J7 v% A
10. float time_frequency;//频率
    # E9 g+ A; n( {; u( K$ L
11. float time_duty;//占空比

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设置PWM占空比以及开启输入捕获

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   9 |4 l; X3 \( H7 a( l
3. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
   
4.   HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//函数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能,并使能相应的中断
   - M4 N( Z9 e5 D- q/ _% A2 G
5. HAL_Delay(100);
   ) p& H3 w1 j8 U
6.   /* USER CODE END 2 */

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( h' H% s, _1 Q7 G$ [
# N- W9 ^) U/ ]0 a  j8 v回调函数

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   
2. // 捕获中断回调函数，每次捕获到信号就会进入这个回调函数
   % E* J  q& Y; }$ n
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
     s% u5 t- Z8 W/ |
4. {
   , X  T. S- z" t& r$ h. j; i' p  M
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   
7.   {
   $ a7 M% {" h+ \, X+ \
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   
9.     {
   * b6 [2 s$ l+ H. w" ~
10.       time_up_flag=1;
    
11.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    
12.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
13. 
    
14.     }
    
15.     else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
    
16.     {
    7 O; ]  s& X- p+ a/ p& S6 }& [
17. 
    9 |" n. V% R+ q+ L+ s$ f% N3 H
18.       time_dowm_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
    5 O  K1 {* g& h1 E0 Z
19.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); // 改变捕获极性为上升沿沿捕获
    
20.       time_dowm_flag=1;
    - D$ p4 ~. @$ H/ D5 A( ~5 \* b0 Q
21.     }   
    3 p4 ]! L" ~% m
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    ; z7 S6 K* g- b' P& [! q+ N4 M
23.     {   
    & ?: G% y. [! s. A  O
24.       time_up_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
    - ]! r5 z5 l9 \7 S8 s+ P$ C
25.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    
26.       time_dowm_flag=0;
    1 g6 t- q. s  q: G7 m* V
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
28. 
    % x3 D0 n" k* m: e
29.     }  
    * D4 k9 h+ u, a! X( j3 Q5 ~
30. 
    % Q' m: p+ ^9 G& e+ L% n8 {
31.   }  
    & s( M7 e2 u* @+ p: a6 v9 l! b
32. }
    
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数
- b9 `' u; K/ c. g! P3 B

1.   /* Infinite loop */
   * k8 O* o1 l% a3 J% O, v( i
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   
3.   while (1)
   
4.   {
   2 m, Y1 D! k) r0 o  i  z
5.     /* USER CODE END WHILE */
   3 o5 i/ E; p1 Y- n% r
6. 
   + ~- }" y! f5 s" K5 h2 H) E
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   1 }# b8 l1 i4 l0 Z3 \; \2 @
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   , D8 \: f& {& m, _" \1 |
9.       time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比  
   , R# D% E3 d- y' n/ m+ G; N
10.     printf("\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
    
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    * ?4 b: T+ I5 ?' z" l
13. 
    
14.     HAL_Delay(1000);
    
15.   }
    
16.   /* USER CODE END 3 */

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  k: H0 V9 }& O6 [1 B6 y5 l% W4 K
) y1 r7 V. d8 [1 y
测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

2 [: g+ n2 W: r* I8 t. q8 r

( ~- o7 x' a0 K% v. V" d4 B

8 {% b: Q2 n; k3 e

    当输出4k频率，60%正占空比。

5 V3 G( v5 Z: E; T' m1 g  z" j

  b6 ]& }) w7 r: ]5 A5 ^

' d, A1 {. ]6 w2 ~) `' v8 x

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$ E1 X; y$ t! t- u

* m: x$ n1 u& Q