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
8 ~. }5 `7 H- l8 E- u0 r; V

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

5 Z/ o* m5 H! N% |; i

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

    配置串口。

) B9 b" c1 v1 ^

    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。

4 c; V9 o% h) A- \

5 F, y% D" ?" r8 y+ ]3 o) v配置时钟树

    配置时钟为64M。

  L8 E* r) f& L, I+ B/ i5 t. H配置PWM

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

- c3 T! t) a& i( L' |. D3 O配置输入捕获

6 H* n6 e) m1 t9 O1 n

9 v, s8 K. F; s, Q  Y+ }: @开启中断
0 v. c3 T8 b1 v( p+ v& Z& j2 c

STM32CUBEIDE配置

    若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

0 T/ y9 D4 d4 l' ^: Z7 H# a

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"
   % }; u# v7 _5 f: _: R' C/ z
3. /* USER CODE END Includes */

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    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
     S  U& T9 s% Z6 w: d3 \* V
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   % w9 K6 e& A' ?+ [5 \5 H: H
4. #else
   ; B; p; T) [4 e8 g; c3 D7 b6 S
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   $ Q, y5 i$ O" Y
6. #endif
   8 K+ m1 |. |6 `) T
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   
8. {
   
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   8 q. p" f/ q% Y, t
10.     return ch;
    + l% D. M* o; P3 [5 e, W
11. }
    
12. /* USER CODE END PFP */

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8 i  c5 }6 x1 g5 `0 U- k
/ i4 h2 O7 l2 n& N; E% B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))

! A5 w5 L9 t$ {/ k

+ P3 S- V7 H( H) x8 K

    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。

" X, V! e. k$ b! M- W" X, C# `1 a' C

变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   4 S$ J, |9 j+ @0 d
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. 
   - ]/ W+ v' ^! s0 f5 ?& k
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   6 m+ \; X* ?3 R; G* r$ ^- _. g; k
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   1 R- b' a1 y- b* g, K- o
7. 
   3 X$ v4 Q1 a2 w6 c7 t3 D  N
8. 
   
9. 
   6 H" Y+ Y% A% z. c) Q8 B4 ]& w
10. float time_frequency;//频率
    / c0 [4 w. [- c3 j7 U4 {
11. float time_duty;//占空比

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设置PWM占空比以及开启输入捕获
3 z  U4 t( M2 n/ ^/ c1 X

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   + L! ^) A* ~3 ~7 d, |- V; ^
3. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
   : z, O6 s6 G7 o; b" X
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
   9 @4 t% s) K9 A5 Y& X! c4 x/ g" {
5. HAL_Delay(100);
   . Z$ Z( g+ c% N: C7 R2 U
6.   /* USER CODE END 2 */

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) E$ H* k$ D" R8 H0 t7 A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
   
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
4. {
   ) r0 D" d" B1 l
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   4 @: H+ w+ P) N) p5 p
7.   {
   9 C7 F( Y3 R& {+ x* H) f
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   
9.     {
   - ]  Q/ _4 |9 y# g* X2 F' l& m
10.       time_up_flag=1;
    , M0 r( D( i' l3 d
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
    
13. 
    * O* D( A0 w; P* h( n
14.     }
    + l( p! C3 k9 Y) |, A2 j% Y
15.     else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
    ! J8 q3 q% c3 @  Y$ I- J
16.     {
    4 t  \7 K; f7 O3 @
17. 
    6 z7 j- h! {7 C! l% @
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
    , d0 T, {, F6 ]
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
    9 o; E! c  m! |: O. X, Y% g( n
20.       time_dowm_flag=1;
    9 D) Z9 l5 h& x! _" P
21.     }   
    9 v. V, _# h+ k/ R
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    5 N/ z, T! ^" O5 l
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
    
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;
    
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
      ]2 ~3 h( O* Z' `; c, [
28. 
    
29.     }  
    
30. 
    8 i. W) \6 K' z+ {$ a
31.   }  
    ) O8 ]& X+ F1 w% z
32. }
    
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数

1.   /* Infinite loop */
   
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   
3.   while (1)
   ! X: \; I7 \$ a. O8 L* J
4.   {
   " p9 g/ M$ a* C3 ^' ^
5.     /* USER CODE END WHILE */
   
6. 
   
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   - ]( u0 `1 C8 I4 ?" Z' m
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   
9.       time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比  
   " k7 r  K/ Q% `/ ?( o3 m
10.     printf("\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
    & c# }  p5 F# b6 M2 k0 F# x
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
      q1 Y9 r! W5 e# X+ M! X
13. 
    - ?+ B) S1 o4 p, n2 B- X
14.     HAL_Delay(1000);
    
15.   }
    $ n0 E$ ?* }5 T) @( y9 T
16.   /* USER CODE END 3 */

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- T' K) \2 q+ v- ?* X8 G2 S

- O$ Q3 n6 G. T. u测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

8 d. `3 h5 Z& ?  ^0 ^8 h1 s

    当输出4k频率，60%正占空比。

3 x- O3 O, _% o6 \/ p

- X  f6 F9 n: {& S+ n

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. f. C8 ?- ]) F9 T) }: S
6 R8 A$ R$ W& o( A6 ~( g