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。

4 I; O" j& J; G3 Z: ~3 j生成例程
; g6 u2 Z) |0 {( ?3 s8 ?8 y

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

" G4 ^: N, I6 ^" w% n$ H

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

    配置串口。

1 [8 ]6 w. X) {! G

    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。
6 m) b; d5 R5 Q

& @; v* p* \1 ]

$ z0 [8 T, U4 _9 {4 s配置时钟树
- P. C8 g. G) X0 M$ O; L

    配置时钟为64M。

) g9 Z  z  o) [$ O( ]+ {

* r$ W3 m- y# U1 {配置PWM
/ \% T, l" ?- b

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

配置输入捕获
2 k2 F$ a0 @, _' A0 V8 h7 M
9 g# r  l9 K" [& T+ |% U

开启中断

STM32CUBEIDE配置

若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

( y( [- f9 x" z5 w

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 */
   & O) H6 P/ V  T+ ?8 A  k
2. #include "stdio.h"
   
3. /* USER CODE END Includes */

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    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   7 ~/ P& ]  ^7 S" s
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   1 S1 s6 j: H" a. _+ F" D' g
4. #else
   
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   
6. #endif
   
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   
8. {
   # |& i( S& X# Y* F
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   
10.     return ch;
    * ^5 N$ ~; v" Y* j
11. }
    2 G0 [: g4 K% Y; ?
12. /* USER CODE END PFP */

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& J8 F" F8 y: f5 i6 y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))

7 `/ n) f8 ], M) n& 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。

变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   . H  c8 g8 M, Y! g
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
   + A+ ?3 \- c! M6 F; z0 }$ `) N( x
4. 
   6 F' d8 t" g: H( ^& K" S; |) S) y" X
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   * m% \& m  o* X& j* @
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   2 }% F, A, c  j4 I6 B
7. 
   & R  G, q5 F! t+ d* o5 k, f9 F& D8 V  V- j
8. 
   
9. 
   1 z, x  [+ i  ?: a
10. float time_frequency;//频率
    
11. float time_duty;//占空比

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6 ^* l1 L$ S7 U7 m! S3 B' y5 R
4 t- ^" S1 l8 M" a
设置PWM占空比以及开启输入捕获

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   7 ?: c; p. F  Q5 B$ H
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   # v' _* q5 R( P  t1 k9 I1 o( ~. k
3. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
   " w* d& m5 ]; U+ ~
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
   7 u& P+ o1 T, ^. a5 L
5. HAL_Delay(100);
   
6.   /* USER CODE END 2 */

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/ Y; S4 x) e/ b0 \

5 W, Q$ R! n% g0 D7 }% v  t6 e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
   & Q" V, H/ G7 W# a, F1 u0 ~
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   * \. L) k1 h# I2 i  _1 d8 g! q- Y7 d" s
4. {
   : w' @# y0 v+ q, {+ t, q" C- X1 t
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   & I; y$ X( ?' X6 a
7.   {
   
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   . d/ X: u2 i, d
9.     {
   - l9 j8 [( O* O7 o7 k
10.       time_up_flag=1;
    2 ?+ g, I! f# g. B; P$ C
11.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    3 i7 F7 Z3 R6 a
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
    ! g8 e2 j7 E" `- a
16.     {
    . I. T5 T' e7 ^, i; X# Q
17. 
    ' z# s& N0 g$ n
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
    $ m+ X/ J8 f$ O( j. M$ Y
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;
    
21.     }   
    
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    
23.     {   
    . Q9 T) s) s: K& c0 Y9 V
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
    % L0 @, c0 y6 G5 p9 v! H2 p
26.       time_dowm_flag=0;
    - m3 p8 j; t6 a7 T# v% t
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    / s% Y4 |: j8 [8 ~( P3 c8 N5 g
28. 
    . ]; I5 i2 r3 q% e
29.     }  
    5 _- m* i+ X6 v% ^/ g0 p
30. 
    , g. a4 g) q) u- n+ a  F# {: V5 k
31.   }  
    
32. }
    1 H% t1 a0 I  x5 ~0 b% ?) u3 A
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数

1.   /* Infinite loop */
   6 T  L, b6 E: y/ r9 D
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   # |* J' J2 t# X
3.   while (1)
   
4.   {
   : `4 m2 i/ L% t/ T
5.     /* USER CODE END WHILE */
   7 q7 s" }, P( a# m  x" v6 J% ]
6. 
   8 ^% Y4 ]: d: |& Y# _3 F1 e
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   # y; O" D6 Q+ \, C4 Q' P
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   3 V; F& F# y2 s' K2 S/ h
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);
    ! B9 `2 O! ?  D- }/ n2 i1 u3 F$ {
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    6 V/ w) \7 x. c" b
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    " |8 o7 U( Q" j% c. \
13. 
    ' r5 I/ c% f. A! C+ x" j
14.     HAL_Delay(1000);
    1 C# r6 q% ~/ Y, j4 g
15.   }
    ; L4 I" }0 G1 J. K
16.   /* USER CODE END 3 */

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) Y/ z9 L7 ]: Y  D* P0 a  c3 u, b
测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

    当输出4k频率，60%正占空比。

7 K* R' D0 d# i# n; I) J/ h

5 P# O( P! f7 |

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  S4 ~  h/ {9 [% h4 l4 {5 m

' `1 k0 `0 x/ l/ z: f# y