频率测量是在电子和通信领域中非常重要的任务，用于确定信号的周期性和事件的发生率。在本文中，我们将介绍两种常用的频率测量方法：计数法和周期法，并提供与STM32微控制器的示例代码，以帮助你在实际应用中进行频率测量。

计数法
, D- N' ]' `+ b! J5 d计数法是最简单的频率测量方法之一，它通过直接计数事件发生的次数，并与时间相关联来计算频率。其原理如下：
/ M- K4 T5 k; B7 O' g. F首先，我们选择一个时间窗口，通常使用计时器来测量。时间窗口可以是任意合适的时间段，例如1秒。
在这个时间窗口内，我们记录事件发生的次数，这可以通过外部事件触发器、传感器或计数器来实现。
. g, b$ k# v7 x- B, P5 e( T最后，我们使用以下公式计算频率：
; K8 k  @1 ?9 E  f$ Z) D) r计数法的优点是简单易懂，适用于大多数应用场景。对于STM32微控制器，你可以使用内部计时器来实现计数法。
3 \3 ]2 X' E: c2 k以下是一个基本的STM32代码示例，用于频率测量：
8 `! b: E3 L% w) z, i: h0 f5 k

1. #include "stm32f4xx.h"
   8 L# R0 b: M7 w
2. 
   
3. int main() {
   
4.     // 初始化时钟和计时器
     h5 z; D! t) E* d# [7 i
5.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
   
6.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct;
   ( a; G: y6 Y4 g% m
7.     TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 84 - 1; // 设置预分频器，使计时器频率为1 MHz
   1 M1 `" ]; K1 u- G
8.     TIM_InitStruct.TIM_Period = 1000000 - 1; // 设置定时器周期为1秒
   
9.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStruct);
   7 j7 e& j+ `, o, [$ p
10. 
    . @$ Z8 W! c- w, D6 E3 j
11.     // 启动计时器
    ' B: [! l9 ~2 X0 I* q9 W- \7 K
12.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    
13. 
    : T$ D5 E+ T8 K; W6 S
14.     // 初始化事件计数器
    
15.     uint32_t eventCount = 0;
    2 ]; A, S9 r; T/ H2 [6 ^
16. 
    7 C/ {& r. i8 _4 m& Y4 g1 M
17.     while (1) {
    ; `" S9 T4 m* ]+ D" m
18.         if (/*检测事件发生*/) {
    
19.             eventCount++;
    : e& N7 \! A2 f/ i2 s4 O
20.         }
    + J- h/ T# j/ U: H6 c+ ~
21. 
    2 W7 Y3 m, I/ a  i' ~6 m* g
22.         if (TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update)) {
    
23.             // 时间窗口结束，计算频率
    
24.             float frequency = (float)eventCount / 1.0;
    5 k, M2 `2 |  F$ `8 F! H7 {5 f
25.             // 重置计数器和标志
    
26.             eventCount = 0;
    5 k- Q/ h9 r( U6 ~/ ~% o, @
27.             TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
28.         }
    6 j8 o2 e  ]1 m  U8 Z! j
29.     }
    7 i! S; T3 z" D
30. }

复制代码

9 F7 F3 \# s- P1 [# c
周期法
- t; [0 x* P  H, X% t5 p周期法是另一种常用的频率测量方法，特别适用于周期性信号的测量。其原理如下：
我们首先测量一个完整的信号周期所需的时间。这可以通过检测信号的上升沿或下降沿来实现。
7 E% L# l! H: D" g然后，使用以下公式来计算频率：
  I& S/ X0 a1 d5 X' A$ R; C" r* t周期法对于周期性信号非常有效，因为它提供了更高的测量精度。在STM32中，你可以使用外部中断或捕获模式来实现周期法。
1 w: _4 U7 }' a以下是一个简单的STM32代码示例，用于周期法测量：

1. 
   * g% [" G' R# e5 U3 u( S
2. #include "stm32f4xx.h"
   ! u% s2 X$ n5 h% j" l% \
3. 
   ) W: u7 b' P+ d8 K! ]' V
4. // 定义全局变量来存储周期时间
   
5. uint32_t periodTime = 0;
   
6. 
   
7. // 外部中断初始化函数
   
8. void EXTI_Config(void) {
   + R* l/ D, d9 _
9.     EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
   $ y* X- ]2 k# T
10.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    ! r$ }7 I" \; y5 r6 r+ w
11. 
    
12.     // 使能外部中断线
    + l6 Z5 h1 h; |8 B6 t$ G- D% _; W
13.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
    
14.     SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0); // 使用GPIOA引脚0
    & h9 R" Z$ m0 e
15. 
    7 z6 U" _* Y+ O/ _
16.     // 配置外部中断线0
    3 B7 }4 D3 S( O  |
17.     EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0;
    $ M& @+ Q% E; W1 Y5 j
18.     EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
19.     EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; // 可以根据信号的边沿配置
    
20.     EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    $ D% W4 {1 w: V# v
21.     EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
      x8 z2 R" a1 Y8 G9 E" a& n
22. 
    
23.     // 配置外部中断中断向量
    % u% ?% B8 h) r! Q+ ?8 `: |
24.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
    
25.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    
26.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    / k0 u& \& N" K- t) _
27.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
      E& N7 K! N# Q
28.     NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
29. }
    
30. 
    
31. // 外部中断中断处理函数
    
32. void EXTI0_IRQHandler(void) {
    ; |: j6 H6 U2 U. `% X( K
33.     if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
    " _/ k) s) K" ^2 j0 c
34.         static uint32_t startTime = 0;
    
35.         uint32_t endTime = 0;
    
36. 
    
37.         if (startTime == 0) {
    4 S+ o5 P/ F: \$ X: }
38.             startTime = TIM_GetCounter(TIM2);
    8 g+ Z: e& h: _: V' ?7 Y; V# o8 R
39.         } else {
    . K4 u* p9 m4 ?: Z
40.             endTime = TIM_GetCounter(TIM2);
    , m7 L/ S& w- B" C# V9 y, Q" h
41.             periodTime = endTime - startTime;
    % U' b) V) \" U0 C5 F# v9 D2 a1 m
42.             startTime = endTime;
    
43.         }
    
44. 
    
45.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    - ^1 A! z) y2 L! |1 M7 n) p% q
46.     }
    
47. }
    9 T2 ~, ]6 {) ^8 d& Z. v* X
48. 
    0 X! Q' H0 L* ~& |
49. int main() {
    
50.     // 初始化时钟和定时器
    
51.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
52.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct;
    
53.     TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 84 - 1; // 设置预分频器，使计时器频率为1 MHz
    
54.     TIM_InitStruct.TIM_Period = 0xFFFFFFFF; // 最大定时器周期
    
55.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStruct);
    1 ^! A4 B( \# }  @  x& i
56. 
    
57.     // 启动定时器
    
58.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    
59. 
    ; Z/ p( \$ m* T" W
60.     // 初始化外部中断
    , m8 W) w& p" Q; r$ v
61.     EXTI_Config();
    
62. 
    
63.     while (1) {
    
64.         // 在外部中断中测量一个完整信号周期的时间
    , X4 T4 I5 _7 g( K
65. 
    $ Q: K* |! J8 c* @4 l) q$ P
66.         // 计算频率
    - Z4 o: {' ~7 v1 j) Y% M
67.         float frequency = 1000000.0 / (float)periodTime; // 1秒 = 1000000微秒
    
68.     }
    
69. }

复制代码

无论你选择计数法还是周期法，都可以根据你的应用需求来选择最适合的方法。在STM32微控制器中，你可以根据不同的外部硬件和引脚配置来实现频率测量。希望这篇文章能帮助你更好地理解频率测量原理，并在STM32中实际应用中使用它们。


* Y& B( t$ D# l' m' u8 A, \6 z0 k! L( O转载自: 玩转单片机与嵌入式
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$ \. H* D+ W0 M2 v8 q* I; J, v3 V

原始连接有没有呀