对于PWM的捕获，我这里一共使用两种方法实现：第一种是PWM输入模式，采用一个定时器的两个通道（通道一和通道二），配置从模式为复位模式，没有进行溢出处理，所以需要考虑捕获的最低频率；第二种是普通的输入捕获模式，采用一个定时器一个通道，有进行溢出处理，所以没有最低频率的限制。

$ k$ o8 l; O9 \ 实验内容：使用高级定时器输入捕获测量PWM的周期和占空比。
. I; e& _: I' \# i0 @
一、原理图


0 N; i; A7 [8 U% X
—— —— —— —— —— —— —— ——PWM输入模式—— —— —— —— —— —— —— ——
: m. u2 X) U4 t: T/ m
8 E* J( P* `8 g+ D9 K+ ~ 二、 CubeMX配置
6 |6 [' ]" [" h) {4 E, q% o
Step1.打开 STM32CubeMX，点击“New Project”，选择芯片型号，STM32F103VETx。

, F1 W* _! m5 {8 A

* M. ~- O2 K* j* P# ^9 z: a Step2.选择时钟源，并配置时钟树。选择Crystal/Ceramic Resonator，并配置系统时钟为72M。
8 P/ Y4 p+ m! B# P; p- y8 m3 n( N


2 g, O& a8 C% p; |! f
, j' C2 s4 ~0 z3 T/ N7 O5 h; X
Step3.配置SYS，我们这里选择的是Serial Wire。（正常情况配置不配置不影响，debug可以使用。但是你不可以把这两个引脚用于其他复用功能，如果用于其他复用功能，debug就不起作用了。）


- j1 H/ u  G  \- H0 Z4 s& q
* v7 @, ^! X$ T7 l3 tStep4.串口配置（主要为了在串口调试助手显示测试的时间），因为没有用到中断和DMA所以我们就不过多讲解。
; u  ~- J7 ]) A$ d% w% y+ I$ s
) I; N- j8 {, W& n/ m: a4 U+ y
' o7 L% G: y0 l$ k7 X: Y


Step5.接下来进行最主要的定时器配置。首先我们先配置PWM信号，用于等会捕获实验。我这边选用的定时器3通道4（PB1引脚），如原理图所示也就是我们蓝灯的控制IO口，我们更直观的观察到PWM信号的情况。
5 s# I$ P- h. V' q. r
6 U* J# e' `# i" A5 o


" h6 y3 J6 s3 H/ }2 ?7 F7 F

% S( M5 i9 S0 H$ ^4 Y. Y Step6.定时器输入捕获参数的配置，因为我们使用的PWM捕获模式，我选用的定时器8通道1和通道2.（更改一下：直接模式和间接模式应该叫直连模式和非直连模式）

$ j0 L5 z0 F: Y, G8 X2 O

. {" @, X- u5 h5 n
. ^+ M5 ^% ~; Y+ |
/ ^5 N9 u  B2 R% \
4 Q" T1 W% S4 f: Y( l+ r7 u# m
  到这里关于相关参数配置基本已经完成，只需要根据之前文章《STM32Cube HAL:GPIO输入/输出（一）》Step4-Step8，设置相关工程参数和生成代码。
, R/ H* g# [9 G4 x
三、添加功能代码
3 W. v/ B* |# |- b5 y4 w: O5 L
9 H2 r+ C& f$ z4 {1、我们等会会向串口调试助手发送数据，进行实验结果的验证。 发送数据我们采用printf函数，所有需要重定向c库函数printf到串口。注意使用时需要在keil设置中勾选微库(use mircolib)，同时需要添加头文件#include <stdio.h>。重定向代码如下（usart.c）
1 Y% Y8 d6 {8 _" |
+ I6 F# R& N& ~) A% J! [

1. //重定向c库函数printf到串口DEBUG_USART，重定向后可使用printf函数
   ' B6 n2 ^1 @# V' Q6 ?$ [! k& v; d
2. int fputc(int ch, FILE *f)
   2 i5 y8 F* F$ E" Y7 L( v) Y& P
3. {
   , |  v8 _* b* A( B+ l
4.         /* 发送一个字节数据到串口DEBUG_USART */
   
5.         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);        
   " H6 @) R: h8 h$ E( g! k
6.         
   
7.         return (ch);
   
8. }
   
9. 
   % A3 m& W  ^' E$ p3 v: i. ]
10. //重定向c库函数scanf到串口DEBUG_USART，重写向后可使用scanf、getchar等函数
    5 X1 [3 N2 @/ b( z1 j' R
11. int fgetc(FILE *f)
    
12. {               
    
13.         int ch;
    * z7 [" Y( y) B7 P
14.         HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);        
    
15.         return (ch);
    & Z+ f1 M5 W! ^- i* N( {' w1 O" e
16. }
    

复制代码

2、定义相关变量，以及使能相关定时器和计数处理代码（main.c）
" ~6 l0 s3 e$ Y5 y. V. g  Y, J

1. 宏定义、全局变量
   
2. #define cnt_clk 72000000/(71+1)//计数器频率
   
3. #define arr 65535//自定重装载值   
   
4. uint32_t CCR1,CCR2,end_flag;//存捕获寄存器获取的值的变量
   " m  w, p2 \. d  S4 c
5. float duty_cycle,frequency;//频率，占空比

复制代码

1. //使能相关定时器以及计数结果处理代码
   
2. HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_4);//开启PWM输出，不需要中断
   , S$ ?3 Y( b  ?% \! \) n; S
3. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim8,TIM_CHANNEL_1);
   
4. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim8,TIM_CHANNEL_2);

复制代码

. `7 O* R! {+ {9 c! ?: y9 }: O        

1. //处理代码
   - H( j" x8 E# N% V- ~; p
2. while (1)
   
3.   {
   
4.                 if(end_flag==1)
   ( m* ]* M- g: w& m" p
5.                 {
   
6.                         printf("\r\n频率=%.2fHZ,占空比=%.2f%%\r\n",frequency,duty_cycle);
   
7.                         end_flag=0;
   
8.                 }
   
9.                 HAL_Delay(1000);
   - g! |. g* H. }# ]3 ^5 i" f
10.   }

复制代码

% ]  Q8 U5 {- k. N& a  3、中断回调函数（捕获中断）（main.c）
; w* w1 w' U4 V( k  a
7 j; x- |6 ]) A* y" ?4 J

1. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
2. {
   " F/ _6 \% c% Z2 z8 H4 Q# S
3.           /*PWM 信号的第一个上升沿时，定时器产生中断，计数器，CCR寄存器被复位。
   
4.     当下降沿到来时，IC2 会捕获，对应的是脉冲宽度测量，但不会产生中断。当第
   
5.           二个上升沿时，IC1会捕获，对应的是周期宽度测量，而且会再次进入中断*/
   2 S4 Q( ]& D1 M: @& @' ~8 Q
6.                                 //printf("0");
   ! P/ C: w1 E1 E
7.                                 CCR1=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim8, TIM_CHANNEL_1);
   
8.                                 if(CCR1!=0)
   7 o( D  b7 ?8 l6 s
9.                                 {
   
10.                                         CCR2=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim8, TIM_CHANNEL_2);
    ; }6 o2 C$ f8 q/ b% u
11.                                         frequency=(float)cnt_clk/(CCR1+1);
    ( c/ L8 ]: @0 }' V) E0 d$ o: T
12.                                         duty_cycle=(float)(CCR2+1)*100/(CCR1+1);        
    6 M1 h! [) k( g* ^% u
13.                                         end_flag=1;
    7 B8 C2 a0 B5 ?5 i
14.                                 }
    % g" q5 L% z8 X. |. q/ m4 a
15.                                 else
    # {8 T5 }) `7 P
16.                                 {
    
17.                                         frequency=0;
    ( Y$ d: F9 F# S# U4 K( k4 Q
18.                                         duty_cycle=0;
    * u: j3 P3 v& O% m
19.                                 }
    
20. }

复制代码

关于PWM模式主要需要的注意有两点：
' D1 A4 C0 G3 l! k+ C* i5 ?! P
- V9 |2 `/ i0 q% o一、PWM模式只能使用通道1和通道2，PWM输入模式工作原理如下图:
7 U3 F5 r7 W9 Z; j

* [2 {+ Y3 P4 Y
# R1 J' k  n( @

( ~" X, y1 k* c1 [二、用于捕获的定时器时基设置，需要考虑到能捕获的最低频率。
6 h' e% ?; F  `/ r; Z1 m& |# X
2 d; r7 c: O; v; V5 Y3 O  J+ [公式：能捕获的最低频率f=(时钟频率/(分频系数PSC+1))/(重装载值ARR+1)
3 J( C- \  h9 N8 i1 t
$ M0 ]  l; ?& f' G 结合这次配置的时基,可得：f=(72000000/(71+1))/(65535+1）=15.2HZ
  P% o3 ^9 H/ D' D8 j
% U0 g2 o) T/ v1 }' A0 [; O( {0 X—— —— —— —— —— —— —— 普通的输入捕获模式—— —— —— —— —— —— ——

二、 CubeMX配置

step1-step4与上面PWM输入模式一致
& e5 B# I9 ]/ _( g8 h  D2 W' g3 o& i
step5.同样是配置PWM信号，用于等会捕获实验。我这边选用的同样是定时器3通道4（PB1引脚）。唯一不同的是，为了验证溢出处理的功能，我做了一点小改动。配置为频率20HZ，占空比为60%的PWM。
3 f5 w2 ?  O5 `+ a: k
* d' k& T5 r6 [3 q8 [6 d
' o' Z$ {8 G% Q* @2 _
) Q" u- n! _7 v7 p/ m' p4 _



0 e; B7 y: Z' M1 b" W$ k5 P Step6.定时器输入捕获参数的配置，因为我们使用的普通的输入捕获模式，我选用的定时器8通道1。这里没有用到从模式，所以不进行配置。捕获频率最低频率设置为33.3HZ，增加使能更新中断，对溢出进行处理，解决了最小捕获频率的限制。因此我们可以捕获小于33.3HZ的频率。
7 a% j" B; q* {8 R/ X3 V: c


/ G0 ~- [9 ^! t8 Z* _* l" m
0 Q) D6 \: G8 j- v
' u( @% n+ ]( {% S7 ?


/ ?$ w1 e& g) k) h7 V3 s/ y' I
# A2 H8 F  a9 Z* l到这里关于串口参数配置基本已经完成，只需要根据之前文章《STM32Cube HAL:GPIO输入/输出（一）》Step4-Step8，设置相关工程参数和生成代码。

8 b1 s  S4 i# Y! G$ S( N9 }+ y 三、添加功能代码
! G; B8 m& s/ n; k! _. p# v6 z
1、我们等会会向串口调试助手发送数据，进行实验结果的验证。 发送数据我们采用printf函数，所有需要重定向c库函数printf到串口。注意使用时需要在keil设置中勾选微库(use mircolib)，同时需要添加头文件#include <stdio.h>。（代码同上）
. E8 W' V8 L- n, B
2、定义相关变量，以及使能相关定时器和处理代码（main.c）

1. //宏定义，及全局变量
   0 u  M5 o# p: R2 e0 O4 j3 m5 f9 P
2. #define cnt_clk 72000000/(71+1)//计时器时钟
   ' F* J) ]- p$ X- ?
3. #define arr 30000  //重装载寄存器的值，根据实际情况设置。
   - _" }, p6 m/ @* n. f
4. uint32_t ccr_cnt1,ccr_cnt2;//存捕获寄存器获取的值的变量
   1 l! u6 _$ r; Z/ V
5. uint32_t Period_cnt,Period_cnt1,Period_cnt2;//更新中断次数以及存放更新中断次数的变量
   & b) O; E4 ~, b" p+ E1 E9 I
6. uint32_t ic_flag,end_flag;//触发标志位，捕获完成标志
   
7. float duty_cycle,frequency;//频率，占空比

复制代码

1. //使能相关定时器功能
   
2. HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_4);//开启PWM输出，不需要中断
   
3.         
   ) B0 k3 o) K. B1 ~% P3 O# O' v
4. __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim8,TIM_CHANNEL_1);//清除更新中断标志位，防止一使能就进入更新中断
   ! K- e8 k9 w* h7 |" T* P$ [
5. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim8);//使能定时器，更新中断
   / l6 o8 j0 @- l/ k! G8 L1 Q, `  W
6. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim8,TIM_CHANNEL_1);//使能定时器，使能捕获输入以及捕获中断

复制代码

1. //捕获数据处理
   
2. while (1)
   
3.   {
   7 K9 H7 ]: `7 I! o
4. 
   
5.                 if(end_flag==1)//捕获完成标志位
   + i: G8 t+ n$ V1 P
6.                 {
   
7.              duty_cycle=(float)(Period_cnt1*(arr+1)+ccr_cnt1+1)*100/(Period_cnt2*(arr+1)+ccr_cnt2+1);
   
8.                   frequency=(float)cnt_clk/(Period_cnt2*(arr+1)+ccr_cnt2+1);
   
9.                         printf("\r\n频率=%.2fHZ,占空比=%.2f%%\r\n",frequency,duty_cycle);
   
10.                         end_flag=0;//复位捕获完成标志
    # L3 v( n$ F; ~$ [: M7 v3 `
11.                         
    / \) K, d7 j6 v
12.                 }
    2 s! [  l/ ^# c' V& ], {9 x
13.   }

复制代码

3、中断回调函数（更新中断、捕获中断）（main.c）

0 d; Q$ w- _6 P1 _1 c

1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   " _8 d- L3 f; H0 E8 b2 I
2. {
   + }& l: ^" s% v: X7 }
3.         Period_cnt++;
   
4. }

复制代码

1. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
2. {
   
3.                                 switch(ic_flag)//触发标志位判断
   - M, W& k- j' f- f! r, w7 |
4.                                 {
   6 M' U- y- U4 w. C5 j! L3 E
5.                                         case 0://第一个上升沿捕获
   : q# |- [0 p  }4 P6 n6 ]* Q' v
6.                                         {
   
7.                                                 __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim8,0);//清除计数器的计数
   . O. u$ f9 I& A* B5 L& L. S3 q
8.                                                 ccr_cnt1=0;//初始化相关变量
   
9.                                                 ccr_cnt2=0;
   " o. g& t0 ]% E! I9 l+ j5 B
10.                                                 Period_cnt=0;
    / t" ]5 T$ n, C2 y  O8 P
11.                                                 Period_cnt1=0;
    
12.                                                 Period_cnt2=0;
    2 g, c1 B/ [8 K2 Z2 A; C
13.                                                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim8,TIM_CHANNEL_1,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); //设置成下降沿触发        
    
14.                                                 ic_flag=1;//更改捕获标志位，进入case1进行相关变量的处理。
    & }1 J6 i- {0 ^0 O
15.                                                 break;
    
16.                                         }
    
17.                                         case 1://第一个下降沿捕获
    
18.                                         {
    
19.                                                 ccr_cnt1=__HAL_TIM_GET_COMPARE(&htim8,TIM_CHANNEL_1);//获取存放在CCR寄存器的值（捕获值）
    
20.                                                 Period_cnt1=Period_cnt;//获取第一个下降沿到来时的进入更新中断的次数
    
21.                                                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim8,TIM_CHANNEL_1,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);        //设置成上升沿触发        
    
22.                                                 ic_flag=2;        //更改捕获标志位，进入case2进行相关变量的处理
    
23.                                                 break;
    
24.                                         }
    
25.                                         case 2://第二个上沿捕获        
    7 b9 `' N/ `- N* a% V6 n. r. K
26.                                         {
    4 a  m' H7 p% f' g
27.                                                 ccr_cnt2=__HAL_TIM_GET_COMPARE(&htim8,TIM_CHANNEL_1);//获取存放在CCR寄存器的值（捕获值）
    
28.                                                 Period_cnt2=Period_cnt;//获取第二个上升沿到来时的进入更新中断的次数
    
29.                                                 ic_flag=0;        //更改捕获标志位，进入case0进行相关变量的处理。
    
30.                                                 end_flag=1;//捕获完成标志
    
31.                                                 break;
    
32.                                         }        
    
33.                                         default:
    
34.                                         break;
    
35.                                 }
    
36. }

复制代码

* }* Y/ X# {& x; j# H; u. S
关于普通的输入模式捕获PWM。主要工作流程：

6 j2 X+ w- `6 D' G2 ?7 |1、第一次捕获到上升沿，计数器清零，存捕获寄存器值的变量清零，存中断次数的变量清零。改变触发边沿为下降沿触发，并将触发标志位为设置为1，使下次下降沿触发时，能进行相对应的处理。

$ j; ?1 u& C$ e- p2、第一次捕获到下降沿，将捕获寄存器（CCR寄存器）的值，中断次数存入相应的变量。同时更改触发边沿为上升沿触发，并将触发标志位为设置为2，使下次上升沿触发时，能进行相对应的处理。
. H9 @' {8 j! o; l" i  A  p- W
# ]: H. M  C/ y  b7 X3、第二次捕获到上升沿，再次将捕获寄存器（CCR寄存器）的值，中断次数存入相应的变量。将触发标志设置为0，目的为能够循环捕获。同时捕获完成标志为置1。

. k* g" f, F0 Q  S$ F9 m 4、在main函数中，使用在while循环，使用if语句进行捕获标志的轮询，从而在捕获完成后进行相应的数据处理。

虽然目前代码的配置以及实验结果是没有问题的。但是在调试时候，碰到一个比较疑惑的问题，ARR的设置影响了捕获的准确性，比如在设置为999和1000的时候，同样是存在溢出的，也进行了溢出处理。但是AAR=999时候频率不稳定，AAR=1000频率正常。暂时还是没法找到合理的解释。


% c: d; r  ~0 a+ d