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STM32CUBEMX开发GD32F303----定时器TIM捕获PWM测量频率与占空比

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STMCU小助手 发布时间:2022-9-4 16:24
生成例程
3 t: @7 Z" D( W1 ~. G% i这里准备了自己绘制的开发板进行验证。) H) a: Q9 v0 @* p
- w' N  B% z1 Z0 V  ]5 h
5c8d9e195fc3443ea31ec04d71494f6d.png
: y" Z) }8 }3 \9 T  f7 `$ z. [- Q4 ?& }7 I6 C
查看原理图,PA9和PA10设置为开发板的串口。. {" G& s/ f4 O, F

) |  `& e1 j$ t, i2 o3 ^ 338e0c9674804c4284c02d8088fa2181.png ( n; g6 z' |& y: T, E

' f( g& S1 [/ W+ j4 `8 H配置串口$ E+ ~) d3 f- Q% h  u( l7 _  N
( O1 ~+ w/ [  T$ S2 i* D; j: L
203b38412b8b483c972ebbf38267a692.png
+ k' J6 _# `% I! H2 H, j3 m8 K- S/ H* O/ b( @+ c( s) z, ]
查看原理图,PB0设置为PWM输出管脚,PB10设置为定时器输入捕获管脚。
+ f& r) f* K- n
6 W% x5 K, }; g3 M# ^$ \$ g 135560a44b1447c69a726d81886da77a.png # T1 |+ T0 o7 m
& m4 m" @7 H3 w6 Z* ]: [
配置时钟树
; n: R9 L) s( Q9 W" A7 j
配置时钟为64M。
6 J1 z/ T$ y0 e2 \6 P! C$ P, J7 E0 s) i  k
b2e134ac7ecd41e38c831cffc2866f64.png # P) ]" N( z' v( @) E

# L6 m; R4 Z8 {$ ~9 z5 Q配置PWM9 b. Y9 f$ j) w
配置定时器1输出pwm的频率为1K。
1 ]4 o7 N$ X4 d; E" H. `* S' O5 w; p4 d+ C/ D3 {
7efb907021554b3fb39490af318996f2.png 9 L' ~2 A" Z' F) h  f! I9 n
9966a87b34254fb9b517c3ff7ba8ba23.png
& L& [4 ]) w  `/ w: f4 L
4 O; |" ^$ z7 j6 J配置输入捕获
& s/ J0 c! E% O, e+ T! Q6 X4 l6 `' T7 `5 `% _& A- a( @
c39e2934b8674901ba15a7da1c084fb0.png
2 o8 d' I9 ?& V9 f2 R% a# k# g
, @# U) N0 K" Z6 z  ]; G% y( p开启中断. S0 \. h, k2 ~% @! w
4 l# X& c& r4 ^" [8 [$ ^5 y) x7 V
46c1fa01fa564dc68ee2bd57ca50c37a.png
0 I9 g& O: z8 O5 z* T$ U7 W5 F: [! ^' g
keil配置

& U3 H3 D* T) L, a+ \microlib 进行了高度优化以使代码变得很小。 它的功能比缺省 C 库少,并且根本不具备某些 ISO C 特性。 某些库函数的运行速度也比较慢,如果要使用printf(),必须开启。
- d: I* w: D9 \- `- d9 x
+ {& V" x  {$ V5 \3 r 4791387d2b3f4840804573b0096a52e7.png % Z( z! N1 l# T5 B4 n4 G

0 t' T( {! [$ _: Z代码
% a* Y) X) @# ^8 \" [在main.c中,添加头文件,若不添加会出现 identifier “FILE” is undefined报错。
$ q* R9 V# h: K
' {4 j3 ^( P5 b7 }5 p3 P5 G
  1. /* USER CODE BEGIN Includes */
    ) C/ p) u( ^! F( w7 W4 L7 m
  2. #include "stdio.h". q  j2 [: L& t, I5 W% [# U$ O
  3. /* USER CODE END Includes */
复制代码

% {* I! j+ g8 [" m! ]函数声明和串口重定向:& ]# E) o# F. s' x* P2 p+ f- `' _

1 q/ @: [0 t/ G; e) ?
  1. /* USER CODE BEGIN PFP */
    - u! z: p% e) |2 q% F6 {
  2. int fputc(int ch, FILE *f){
    , _5 O$ L0 \8 `) U8 i0 J6 O
  3.         HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    1 |7 q) ], E" Z
  4.         return ch;! a2 n, T0 K% J  Q0 a4 x  I
  5. }
    $ n5 |6 e7 s+ Y7 g1 S. S  h
  6. /*  d# k$ ?2 }; o$ c
  7. /* USER CODE END PFP */
复制代码

3 V- n& r$ i6 u0 L0 R: U5 q空比与频率计算
* ]4 R. p& t# ?7 [8 n0 j占空比=(t1-t0)/(t2-t0)! E0 E0 `1 K! z+ B$ \
频率=(t2-t0)/时钟频率= =(t2-t0)/(64M/(psc+1))7 s. U) z' s6 j0 A# d
( o' @% l4 M: f, R" O! w
eeac9827bd9d4eb3ae3b2b88e784b15d.png 9 a! A" B- n. I. A( ^

0 I. p4 K* W, |7 V3 J8 ~8 Z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。! m4 K* e9 [4 B& f6 Y
5 G1 ?; l7 T$ P' S
8a4bde1a18004981ac7d022440519d57.png
1 j" [% ?& g, h! w( M: U. h" k8 T
- K5 S2 S, q' y3 U变量定义
6 N; p6 Q  w8 y; A2 u% T) j; ~3 Y$ Q
  1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_10)4 I1 e$ J4 S0 N2 [3 A* ?
  2. uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
    1 i' p8 G: V4 U6 n3 h
  3. uint8_t time_dowm_flag=0;//下降沿标志位7 a3 G% B8 d8 p/ R1 t) e' h# k# h

  4. 0 [. O) X) q) i9 `+ X+ F8 j
  5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
    7 x( I* q+ O. c
  6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
      U* }# f7 G- ]* o3 V; w

  7. 2 N( O$ Y. j( w" ~! Y2 T6 c! h
  8. 7 x! L2 ?6 q4 V/ d! @) H

  9. ) {# j6 G, H/ t' S! o2 K, l+ p; j1 |
  10. float time_frequency;//频率- w3 n; X: Y2 V' d& K+ s. c
  11. float time_duty;//占空比
复制代码
9 F( d! A2 a2 ?- J8 O& x1 o4 s
设置PWM占空比以及开启输入捕获
/ F% E* R- y2 U4 b$ q0 L
  1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    4 r+ v2 ]9 Y3 p& c. \3 c! {9 j
  2.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_3);
      b; U0 T  i( p$ x  G2 ?) {
  3.         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, 300);
      h2 J& l0 G/ a! p$ i3 I4 @; Y; N7 n
  4.         HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_3);//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" q2 D/ |4 S$ B
  5.         HAL_Delay(1);//加个延时,否则会配置错误& Z' W% e$ M% b
  6.         __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_3, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); // 重新设置位上升沿捕获$ `  I9 R# Q( m' Y
  7.         HAL_Delay(100);
    5 L' [) T' e0 X' Q7 D3 Q
  8.   /* USER CODE END 2 */; }$ k6 P; f. x$ D! F8 j
复制代码

5 @- U; [/ h/ l/ S$ a7 L4 y回调函数  s# j6 f6 o2 a& v" K
  1. /* USER CODE BEGIN 4 */
    1 Y9 q; B! B, O0 _3 E
  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4 }% Q7 Q" r, \, v% ^
  3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)+ M6 B& t4 C% p, |- F- |
  4. {
    : A' q! Y2 W; C
  5.         // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
    ; A9 v2 B' Q- i; N
  6.         if(htim->Instance == TIM2)1 ?4 r' B( G1 X7 M7 F) ?: R
  7.         {
    2 l% b2 q. j, o0 U4 H
  8.                 if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
    , ?5 X7 ~3 W/ b3 b9 G3 G
  9.                 {
    % a4 U; e( x$ ?0 `  ^
  10.                         time_up_flag=1;' M/ l- \7 @, n9 J
  11.                         __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_3, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    5 I# u; h) v6 L, J  M  _* e; Z9 B
  12.                         __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零,从头开始计
    & |4 V6 a" N4 W
  13.                
    0 s$ l/ Q! C  n, b* Z( p& g! _
  14.                 }
    ! s8 z2 }- `+ F2 s
  15.                 else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降* @9 Y6 m, f9 |0 y  B6 j8 ?5 K3 U
  16.                 {1 ~9 R1 U* _7 u4 W( B0 v( D
  17.                         + U1 V# a+ d- q0 A! Q7 Y9 X
  18.                         time_dowm_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_3); // 读取捕获计数,这个时间即为上升沿持续的时间
    9 N' H! J* g* J/ K1 I1 s3 N. F
  19.                         __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_3, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); // 改变捕获极性为上升沿沿捕获% S9 e5 z8 I$ f' c: A2 ?
  20.                         time_dowm_flag=1;0 ~6 O- ^! ]) w4 _/ M- i$ b
  21.                 }                * F" ^- M& H1 v- B1 X5 v0 S
  22.                 else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
      z5 Q0 o! ?3 P7 K* |6 e
  23.                 {                8 e2 c% r) F5 y& P+ i0 C
  24.                         time_up_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_3); // 读取捕获计数,这个时间即为上升沿持续的时间" x" t0 E4 P7 d! i5 e
  25.                         __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_3, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    , D* a8 C2 L6 p3 O: _+ }4 h
  26.                         time_dowm_flag=0;' b. o+ v9 C  @, q: h& S) R
  27.                         __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零,从头开始计
    2 V& X8 j  s. ?: r
  28.                 - }) ~) g2 u! ~+ s
  29.                 }        4 S( X# q  W* p7 `7 Q: v
  30.         6 U1 ?# v7 ?( k) {$ O+ f  G
  31.         }        
    2 Q" c3 L! V1 Y8 I1 `( V& {( D
  32. }. H8 h( b6 u7 x, \
  33. /* USER CODE END 4 */+ W2 F6 E/ a; }8 F* c
复制代码
; S& @2 y9 N' K8 ~; r0 G! n; t) N
主函数
% ?: s7 z# x# Q- m  x( K& I+ x* I6 R) P
  1.   /* Infinite loop */* k7 {: h2 |/ W5 E* g
  2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    4 |. e1 s4 G/ M: ?8 i
  3.   while (1)3 u: X+ }; F0 _! r' b, S
  4.   {! ?1 i8 f  C& p9 M7 }
  5.     /* USER CODE END WHILE */' y. ]6 m7 h7 g( M& s2 G9 g7 C
  6. # j* S. R+ k- W% K4 |$ `- O- |
  7.     /* USER CODE BEGIN 3 *// N- g; R1 z$ \9 w/ u
  8.                 time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
    $ e2 ^2 `7 C4 R3 N! y) f
  9.                 time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比        
    8 E8 y0 e7 k, T
  10.                 printf("\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
    % s/ N- s: i  \- I. y  X4 f1 [2 _
  11.                 time_duty=0;
    ; x/ z3 y2 c2 u. B: f
  12.                 time_frequency=0;
    / m1 D; r/ P. P* V- O8 R9 f9 @6 R
  13.                 __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim3, 500-1);
    0 T" ?3 [! {  [
  14.                 __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim3, 32-1);/ [: B1 R, H7 s/ _3 X) E9 Y' R
  15.                 HAL_Delay(1000);                0 m( y. y9 w, Q- U
  16.   }
    ( n. p$ y* I$ l4 [
  17.   /* USER CODE END 3 */
复制代码
2 G! N. G  _+ U; Q& ]
测试结果: k  _: k( i# _. E3 N
当输出1k频率,30%正占空比。
8 V1 j5 n" `/ K+ \; M: S. i: e( \% X; {* g, [
a8096dc2a6414611978994ac42673b8d.png
$ {5 I2 X- \+ k/ Y- E, e# o1 @/ l( @2 S2 Z# B( P3 H) C
b0d3fa45a16e4881980ac1529c842d4e.png $ c2 M% l$ X2 @. ]$ D' u% a
5 m# c5 b+ {) ?, M4 ^4 _( D# q
当输出4k频率,60%正占空比。
5 X/ X  x( O. `9 E7 x: g; w! ]& F" O' Q. H/ ?7 S) i
949ddc41a2dd431aab1577de9319f125.png 6 N) m  s/ l- I$ N9 p" s
, ]2 e# B5 P- x
fba8106abbe446ce8e8b78121ae63bd2.png 1 O; A+ H% E$ w  B# p/ [

, ?' ]3 j9 u: H% F5 g1 Q& ~; z————————————————
! s. c7 `; ~* J, x+ ^1 {4 @版权声明:记帖
1 v0 X1 R$ Y/ D! N4 ~# i6 D& P' L5 e/ A+ Z$ }3 c7 |
9 H/ |' i9 d% I8 g
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