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
5 X) A. I( _) m. t, |+ q& q

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

  m# t. y6 V/ e' j

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

+ [0 [0 R) ^3 P9 u2 H

    配置串口。

& Q+ h; K! d7 L

    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。

配置时钟树
. h. b7 X. _, a* `

    配置时钟为64M。

6 Q' U: l- i" g' V' j1 }5 y: S

配置PWM

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

配置输入捕获

/ C5 `: N: ]' z& g

0 U: M8 D$ z1 c: n开启中断
  @) J7 c( D0 v+ I* R

: Z5 z+ e# P7 U% J$ w! N; @STM32CUBEIDE配置
  N4 J. O$ H/ T% o9 |0 z

9 ]0 {& _! Z* X6 [

    若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

2 H  y( M7 Q3 j2 Z6 t6 X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"
   5 z2 A3 x3 F& j* o* \
3. /* USER CODE END Includes */

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9 d* y5 k4 ]0 w8 P! w

    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   5 m' Z+ l8 j' f( N) w
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   
4. #else
     d- d- b) g5 h6 u" R7 t4 i
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   ) s) n, D: z; M5 a8 K7 _
6. #endif
   
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   9 o9 h$ m7 @1 h3 `* m+ x
8. {
   + M& U, @7 t% I
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   
10.     return ch;
    % X5 d. x/ x+ S1 F% {+ u3 h
11. }
    
12. /* USER CODE END PFP */

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3 b6 t% f, |( i2 Z( x  y7 w
9 H0 g$ G; e: E) U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))

* t" ^3 g( Q$ @/ u

5 ^/ y3 p  C4 h: M) @

    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。

4 S8 H! A4 Z6 a! C5 J& ^8 G变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   + v3 ~5 z% M# Y: s% U; c
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
   
4. 
   ) C* H" x7 J& U' N2 k( |
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   ( Y; ]! f" k2 F  Y9 C/ J2 k
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   : g" J9 b1 ~0 K. {
7. 
   : _7 n# k; x- k; ~/ m) p! o. a8 z
8. 
   
9. 
   
10. float time_frequency;//频率
    
11. float time_duty;//占空比

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% G" ]  u* a) ~
设置PWM占空比以及开启输入捕获
: z2 {8 k/ I) v0 p4 `6 T

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   1 `# U0 C5 n9 t
3. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
   3 {( _& Y* Y! |4 o+ n7 C8 k
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
   
5. HAL_Delay(100);
   
6.   /* USER CODE END 2 */

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3 _5 Q! w" L* D9 O7 U- e- s
  c+ R+ `/ D% x, j; v9 e6 H回调函数

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   " M* R3 V, S7 {
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
   1 c3 f% Z. r* V; x
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
4. {
   ; I8 ?- p, M& |1 c
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   ) q% U0 `" |6 {; `/ `7 @: t5 W
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   + q6 {0 E# |: _
7.   {
   0 D. s9 ^" N1 J) M, p  K2 Q2 l$ G  M
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   & t8 A' K, h- s  |
9.     {
   $ ?# y1 ]8 ]$ y, Q7 D6 `
10.       time_up_flag=1;
    0 }1 u$ X% R" X1 L& X
11.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    
12.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    % @# z4 G1 ]) h+ [
13. 
    
14.     }
    
15.     else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
    
16.     {
    & g; o/ m) f* E; @# b
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
    & f- ^: N  Z% J- D' B
20.       time_dowm_flag=1;
    * G6 q' x* _+ e3 m2 u% b. X+ R; \& p& N
21.     }   
    
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
    ! [: R$ y9 y0 C$ I$ s% t
25.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    
26.       time_dowm_flag=0;
    8 V' E  @7 i* ]- t; Z: G9 H+ c
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
28. 
    4 ^2 M* W% d6 Q5 I; i& D+ j& Y
29.     }  
    
30. 
    " u7 B- w+ V$ v8 L+ u% {
31.   }  
    1 j0 B/ u. G4 z5 e
32. }
    : L2 s" I- f/ u
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数
2 L# G. \  u5 ]& [6 u' m

1.   /* Infinite loop */
   3 B, @- ?- h' x8 y, Q2 I1 `) U
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   8 @  ~  ]: y: w$ f
3.   while (1)
   ; v% u0 b* n/ e+ P) K
4.   {
   
5.     /* USER CODE END WHILE */
   
6. 
   
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   ( ~( n4 Z, `2 w& X% j
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);
    * E/ ], T5 d% C2 A9 `% b
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    . O5 B* J# S# M& B3 m+ [
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    & k: p9 Y& q8 f7 }( W
13. 
    
14.     HAL_Delay(1000);
    ' r) @$ {: u) S  X
15.   }
    ! i0 q& f, C! W
16.   /* USER CODE END 3 */

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8 q, ^1 P9 N' F) S: F, @测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

) N: r: O# a2 w  F1 f  W7 q# |' V

8 L" g4 I0 `% U- B; _7 k% X7 t

    当输出4k频率，60%正占空比。

% R* n4 ]$ L4 _3 i, k& v

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: W, g3 W; ?- V) [' F' `

- Z0 y, u7 D" A2 S& ^4 d( v) q# }