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
6 G$ R2 e% L; Y1 ]5 W* R

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

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

) |# _: G. f4 Z+ @* P

    配置串口。

0 y/ B+ r6 r! u5 l2 z0 W( h. N5 ?

    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 R. H. H2 U; q, ]) O. U5 M

配置时钟树

    配置时钟为64M。

配置PWM

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

' @8 v" |, ]( h& e) [+ w

7 a( C5 @8 n$ u! L/ k( o配置输入捕获

, s3 j- F# \6 i% ?5 `  O开启中断

STM32CUBEIDE配置

    若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

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 */
   
2. #include "stdio.h"
   
3. /* USER CODE END Includes */

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5 c3 d2 ]4 `  }2 Z% p4 ~. G0 W& F* K

    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   : |' }" n+ ~6 b3 n- u! _& |
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   $ U3 @' j  G: [3 S( {, e
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   , j  f* O/ Y2 B4 p7 ?; P
4. #else
   
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   
6. #endif
   
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   
8. {
   
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   
10.     return ch;
    
11. }
    
12. /* USER CODE END PFP */

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/ `7 E* A1 D3 V& u! d; o
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))

/ S5 g1 e5 Q/ J$ @0 P1 B' l& w+ 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。

. z7 q# Z. E( T变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   ( ?1 q' P1 l, }* y8 Q5 F- S
2. uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
   - N# f  }8 e  M% L4 G" X
3. uint8_t time_dowm_flag=0;//下降沿标志位
   
4. 
   0 n( }; J5 w! \3 l$ o$ g
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   . F4 H' Z0 N8 W' D6 W0 x7 v
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   4 n* s7 I8 K9 p. k* |
7. 
   
8. 
     x; S4 A7 o% u5 o( z
9. 
   
10. float time_frequency;//频率
    ( k& T0 [: d$ S+ q7 Q5 {; d
11. float time_duty;//占空比

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" [7 Y- G7 m. E: h+ ~

! u. N0 O* h% g7 b4 o5 M# W设置PWM占空比以及开启输入捕获

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   " ~& }; ~* l: X: h3 h
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   6 e. e0 t0 O3 C* d3 D2 F" m
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
   ' ]& w8 ~5 Z0 ?3 c, x, C$ u
5. HAL_Delay(100);
   ' _2 j! A& I" u/ A- d
6.   /* USER CODE END 2 */

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- @% m( _, `9 f( m5 b& u6 R; @% F
回调函数

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   * \8 U( X# j% j+ f2 ^" ?2 c( 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
   
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
4. {
   - D8 k( j+ k2 v; w
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   ) N! P/ M8 l' Q
7.   {
   
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   
9.     {
   
10.       time_up_flag=1;
    
11.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    9 y* e+ x9 f+ R) Q
12.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
13. 
    
14.     }
    ' [+ S) I7 K9 D/ }6 Z; `, l
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
    
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
    1 [8 f8 h1 U- ~, Z- l3 b
20.       time_dowm_flag=1;
    
21.     }   
    9 C1 I/ V% H) X
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    
23.     {   
    
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
    % X) A* r7 s' Q
25.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    . w; q9 d/ p' |4 D
26.       time_dowm_flag=0;
    
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
28. 
    & x/ z: Z9 O3 b6 c3 J8 ~5 X
29.     }  
    8 `% O7 ?- i, {4 l/ {# V# n
30. 
    
31.   }  
      Z# S1 c; ]! o1 ^0 @( P' A
32. }
    
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数
6 G' v0 I% [  T! V2 r

1.   /* Infinite loop */
   
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   # f7 {4 t/ T$ X: n* `7 O$ r
3.   while (1)
   / q. ?, u: V; I  |
4.   {
   / q, k: H* k5 G  Z
5.     /* USER CODE END WHILE */
     G) i2 v* S# [4 P2 j5 }/ J! _
6. 
   % t, ^  [" S/ A1 M
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   : D( D8 d: A5 k3 T) 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);
    % g$ d5 W, s& [
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    + ?7 R% C0 `5 \* ]! L
13. 
    - L6 u* h. @+ F8 N; u: w
14.     HAL_Delay(1000);
    
15.   }
    
16.   /* USER CODE END 3 */

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8 _. ^) Y# P) a8 U
4 T8 ^4 w4 E! V5 M& R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。

% [9 V/ _: ?- W' d7 R* J- C

2 ]- f6 }) S* L& q

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$ F6 I3 s7 Z1 p: ?# D+ ~6 L% v