STM32高级控制定时器应用之检测输入PWM周期和占空比
目录
概述
1 PWM 输入模式
1.1 原理介绍
1.2 应用实例
1.3 示例时序图
2 使用STM32Cube配置工程
2.1 软件环境
2.2 配置参数
2.3 生成项目文件
3 功能实现
3.1 PWM占空比函数
3.2 输入捕捉回调函数
4 功能测试
4.1 测试软件框架结构
4.2 实验实现
4.2.1 测试实验1
4.2.2 测试实验2
STM32高级控制定时器（STM32F103）：PWM 输入模式，测速pwm的占空比，频率参数
源代码下载地址：
STM32高级控制定时器（STM32F103）：PWM输入模式资源-CSDN文库
概述
本文主要介绍STM32高级定时器的用法至输入捕获功能，该功能可用于捕捉外部输入信号的频率，并且计算出PWM的占空比。笔者通过详细的案例介绍这个功能，包括理论知识，实现原理，以及如何使用STM32Cube配置基本的参数，编写实用代码，实现捕捉频率当的功能。
1 PWM 输入模式
1.1 原理介绍
这种模式是输入捕获模式的一种特殊情况。程序相同，只是：
1）两个ICx信号映射在同一个TIx输入上
2）这2个ICx信号在具有相反极性的边缘上是活动的
3）选择两个TIxFP信号中的一个作为触发输入和从模式控制器在重置模式下配置。
1.2 应用实例
用户可以测量周期（在TIMx_CCR1寄存器中）和占空比（在TIMx_CCR2寄存器）使用以下程序（取决于在CK_INT频率和预分频器值上）：
1）选择TIMx_CCR1的激活输入：将CC1S位写入TIMx_CCMR1中的01寄存器（选择TI1）。
2）选择TI1FP1的有效极性（用于TIMx_CCR1和计数器中的捕获清除）：将CC1P位写入“0”（上升沿激活）。
3）选择TIMx_CCR2的激活输入：将CC2S位写入TIMx_CCMR1中的10寄存器（选择TI1）。
4）选择TI1FP2的有效极性（用于TIMx_CCR2中的捕获）：写入CC2P位到“1”（在下降沿上有效）。
5) 选择有效的触发输入：将TS位写入TIMx_SMCR寄存器中的101（已选择TI1FP1）。
6) 在重置模式下配置从属模式控制器：将SMS位写入TIMx_SMCR寄存器。
7) 启用捕获：将CC1E和CC2E位写入TIMx_CCER寄存器中的“1”。
1.3 示例时序图
PWM输入模式只能与TIMx_CH1/TIMx_CH2信号一起使用，因为只有TI1FP1和TI2FP2连接到从模式控制器。
2 使用STM32Cube配置工程
2.1 软件环境
| 软件名称 | 版本信息 |
|---|---|
| STM32Cube | STM32CubeMX 6.11 |
| STM32 HAL | STM32Cube_FW_F1_V1.8.5 |
2.2 配置参数
1）配置系统时钟：72M Hz,Timer的工作时钟为72M Hz
2) 使用定时器1配置输入捕获功能
其对应的IO口配置
计数器时钟参数和捕获通道参数
3）配置PWM相关参数
选择定时器8作为控制PWM的输出
PWM波对应的IO接口
Timer-8定时器相关参数
和PWM相关的参数配置
2.3 生成项目文件
使用STM32FCube完成项目配置后，就可以生成工程文件。生成代码如下：
3 功能实现
3.1 PWM占空比函数
在tim.c文件中实现配置输出PWM占空比函数，函数代码如下：
参数介绍
1）Pluse： 占空比
2）Channel： 输出通道号
void HAL_TIM_SetPWM_Pulse( uint32_t Pulse, uint32_t Channel)
{TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse = Pulse;sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim8, &sConfigOC, Channel) != HAL_OK){Error_Handler();}
}3.2 输入捕捉回调函数
在input_capture.c实现输入捕捉回调函数。
函数功能介绍
1）计算输入的PWM的频率
2）计算输入的PWM的周期
3）计算输入的PWM的占空比
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{uint32_t uwIC2Value1 = 0;uint32_t uwIC2Value2 = 0;uint32_t cycle,pluse,freq;static uint32_t uwIC2Value2_list[2];static uint8_t count = 0;float dutyfactor;if(htim->Instance == TIM1) {if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){/* Get the 1st Input Capture value */}else if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){uwIC2Value1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);/* Get the 1st Input Capture value */uwIC2Value2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);if( uwIC2Value2 > uwIC2Value1){pluse = uwIC2Value2- uwIC2Value1; uwIC2Value2_list[count] = uwIC2Value1;count++;if( count == 2 ){count = 0;if( uwIC2Value2_list[1] > uwIC2Value2_list[0]){cycle = uwIC2Value2_list[1]- uwIC2Value2_list[0];freq = 1000000/cycle;dutyfactor = (pluse*100)/cycle;printf("PWM cycle = %d us, PWM freq = %d Hz\r\n", cycle, freq);printf("PWM dutyfactor = %d%s\r\n", (int)dutyfactor,"%");}}}}}
}4 功能测试
4.1 测试软件框架结构
4.2 实验实现
PWM的工作的使用频率为1us, 一个PWM的周期为10 000 us， 通过调制Pulse的值就可以改变占空比，其中每一个Plus表示1us，举个例子：
设置Pluse = 500, 表示占空比为：500/10000 *100 % = 5%
4.2.1 测试实验1
1）配置PWM参数，输出频率为100Hz，占空比为5%
void pwm_ctrl_Init( void )
{HAL_TIM_Base_Start( &htim8 );HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_1); // PC6 HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_2); // PC7HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 500, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 500, TIM_CHANNEL_2);
}2）配置输入捕捉电平信号触发类型
void Input_CaptureInit( void )
{set_captureMode(TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);set_captureMode(TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
}3) 编译代码，下载到板卡运行，结果如下：
逻辑分析仪测试到的波形
调试终端打印的数据log：
4.2.2 测试实验2
1）配置PWM参数，输出频率为100Hz，占空比为50%
void pwm_ctrl_Init( void )
{HAL_TIM_Base_Start( &htim8 );HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_1); // PC6 HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_2); // PC7HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 5000, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 5000, TIM_CHANNEL_2);
}2) 编译代码，下载到板卡运行，结果如下：
逻辑分析仪测试到的波形
调试终端打印的数据log：
