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
2 k3 C& l4 Y- [. ?

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

$ W# c1 y* e( `* J- s( P1 a% r

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

' _# \( W8 Q& _% M( }: M, V8 e- J

    配置串口。

9 y* ^6 \& O$ Q' S

    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。

8 \% Z* _" V4 s: J% b: h: o

配置时钟树

    配置时钟为64M。

3 ~& V2 m: ~/ [5 p4 @' e! g

配置PWM

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

; Y3 A5 L- ^# J3 b' Z配置输入捕获

9 q* b+ C4 ^+ a4 ]! p

& r1 w6 B! W8 v2 r开启中断
- l9 A& t7 x8 |: J4 R' A

STM32CUBEIDE配置
- Z$ |8 S  |, `. u" Q

+ j" N: @; N$ I+ K2 N0 h5 s

    若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

2 v0 S4 H& e3 U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 */
   4 g$ ?: P! V5 j" Z6 z
2. #include "stdio.h"
   
3. /* USER CODE END Includes */

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* N  c" C. }6 q" P! e

    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   4 n, ~, H0 L  a9 r
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   ( v( x' C! b! O8 ^& j9 r, u! @
4. #else
   . |! i% z- ^. [' g% P' y- d
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   6 O1 U" U; A' `4 E
6. #endif
   
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   
8. {
   ' P3 B* j% D2 j
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   
10.     return ch;
    ' o- _. z+ _) h4 R" h( B
11. }
    * {1 m7 I" P7 y* D$ p& Q6 S
12. /* USER CODE END PFP */

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* g! `+ X0 e' z8 ^
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))

# x  u. m& X: g# U( b3 O. }& X

! y  _$ y# C( h5 M8 d2 d

    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。

) B1 }, `  {% W5 U变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   8 B) W7 d6 @, v) P- ^" R  V/ o1 b
2. uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
   , J. H; v% T5 S5 k
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
   
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   
7. 
   , \9 E, B5 F# @" ^7 M' ^
8. 
   
9. 
   3 Y! G6 P8 z% u- w5 [2 s1 e
10. float time_frequency;//频率
    ) Q7 g/ `0 `. s: \2 p6 l
11. float time_duty;//占空比

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2 j2 X; U2 v& W, P( ?/ x

设置PWM占空比以及开启输入捕获
, l' z* g1 M# S7 r1 `$ R, k+ P

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   2 H' v( i5 R2 j7 }4 m# q* s' f  d& V
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   
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
   ) p& Q9 K5 x) l; l
5. HAL_Delay(100);
   . ?/ W, c4 z/ g
6.   /* USER CODE END 2 */

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+ v& Z  Y/ S2 e5 V  J/ z1 A
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
   
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
4. {
   
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   1 q+ \4 t5 ~$ m7 |" Q4 V+ h
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   2 Y7 {( b' S) i9 @# ]
7.   {
   ! @- L- x# ]1 g* V
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   : g1 \5 ]5 c4 `; i; U
9.     {
   
10.       time_up_flag=1;
    2 Q. O+ z& ^  Z4 @
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
    8 t& b) q& W0 V+ l9 D/ R4 ^: r9 S
13. 
    
14.     }
    
15.     else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
    
16.     {
    
17. 
    
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
    - v- G! P2 `' \/ [4 o& ]
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;
    8 y, g" F# C( `6 f1 ]5 k1 I
21.     }   
    
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    ' F5 U7 U, ]7 M, t1 X0 r' N
23.     {   
    5 o- E+ m+ i  ]6 h
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
    
25.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
      O% N" b) f4 q& l( }3 X: H: x
26.       time_dowm_flag=0;
    7 r/ @0 J6 [: l' D
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    / G) P+ \, j7 d: X8 J; K" k. Z/ L
28. 
    
29.     }  
    7 p7 s9 J% B+ Q/ w( }
30. 
    
31.   }  
    & X8 ]8 U1 i0 U; N$ e+ o% V
32. }
    3 v% D( w) c$ T1 e' h# T% z, Q( o
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数

1.   /* Infinite loop */
   # i9 m3 @1 N; d) H* z7 ^$ Q+ ^
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   , b0 D7 n9 O. a5 x) M
3.   while (1)
   
4.   {
   
5.     /* USER CODE END WHILE */
   
6. 
   
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   - ~) z1 K; O2 u; g" C: }
9.       time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比  
   
10.     printf("\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
    
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    1 I1 E1 _& J3 M8 @7 ^
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    
13. 
    
14.     HAL_Delay(1000);
    2 |: W" \7 a5 ?4 Y1 v; e: A
15.   }
    / B, T  l% Z5 }. s
16.   /* USER CODE END 3 */

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# h! o6 m2 d+ H; p1 f# r- {# E$ {

1 r- Z7 w* f) F6 c: I& V测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

1 \, g5 B: u+ B# c

4 Z; i0 R- ]1 G7 w% O' c

! Q) R5 a6 W- v' h, ^

    当输出4k频率，60%正占空比。

/ h9 e& l; }, x1 Q9 b$ C/ l

0 h6 W  L, S! }5 i  B& ^% Z+ D

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