STM32定時器捕獲PWM脈衝頻率

2020-11-21 電子工程世界

一、概念理解

PWM輸入捕獲模式是輸入捕獲模式的特例，自己理解如下

1. 每個定時器有四個輸入捕獲通道IC1、IC2、IC3、IC4。且IC1 IC2一組，IC3 IC4一組。並且可是設置管腳和寄存器的對應關係。

2. 同一個TIx輸入映射了兩個ICx信號。

3. 這兩個ICx信號分別在相反的極性邊沿有效。

4. 兩個邊沿信號中的一個被選為觸發信號，並且從模式控制器被設置成復位模式。

5. 當觸發信號來臨時，被設置成觸發輸入信號的捕獲寄存器，捕獲「一個PWM周期（即連續的兩個上升沿或下降沿）」，它等於包含TIM時鐘周期的個數（即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計數個數n）。

6. 同樣另一個捕獲通道捕獲觸發信號和下一個相反極性的邊沿信號的計數個數m，即（即高電平的周期或低電平的周期）

7. 由此可以計算出PWM的時鐘周期和佔空比了

    frequency=f（TIM時鐘頻率）/n。

    duty cycle=（高電平計數個數/n），

    若m為高電平計數個數，則duty cycle=m/n

    若m為低電平計數個數，則duty cycle=（n-m）/n

註：因為計數器為16位，所以一個周期最多計數65535個，所以測得的 最小頻率= TIM時鐘頻率/65535。

 

二、程序設計與分析

1. 程序概述：選擇TIM3作為PWM輸入捕獲。IC2設置為上升沿，並設置為有效的觸發輸入信號。所以IC2的捕獲寄存器捕獲PWM周期，

                   IC1的捕獲寄存器捕獲PWM的高電平周期。

2.程序代碼如下：

 
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);      //時鐘配置

 
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

 

 


  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;                               //GPIO配置
  PIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 

 

 

 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;                     //NVIC配置 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

 

 

 

  TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;                   //通道選擇
  TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;       //上升沿觸發
  TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;    //管腳與寄存器對應關係
  TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;           //輸入預分頻。意思是控制在多少個輸入周期做一次捕獲，如果

//輸入的信號頻率沒有變，測得的周期也不會變。比如選擇4分頻，則每四個輸入周期才做一次捕獲，這樣在輸入信號變化不頻繁的情況下，

//可以減少軟體被不斷中斷的次數。
  TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;                            //濾波設置，經歷幾個周期跳變認定波形穩定0x0～0xF

  TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);                 //根據參數配置TIM外設信息

 
  TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2);                //選擇IC2為始終觸發源

 
  TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//TIM從模式：觸發信號的上升沿重新初始化計數器和觸發寄存器的更新事件

 
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動定時器的被動觸發

 
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                 //啟動TIM2

           
  TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE);     //打開中斷 

 

中斷處理函數

 

void TIM3_IRQHandler(void)
{
 
  TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);                //清楚TIM的中斷待處理位

 
  IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3);                         //讀取IC2捕獲寄存器的值，即為PWM周期的計數值

  if (IC2Value != 0)
  {
   
    DutyCycle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value;         //讀取IC1捕獲寄存器的值，並計算佔空比

   
    Frequency = 72000000 / IC2Value;                                          //計算PWM頻率。
  }
  else
  {
    DutyCycle = 0;
    Frequency = 0;
  }
}

 

 

注（一）：若想改變測量的PWM頻率範圍，可將TIM時鐘頻率做分頻處理

 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;     //周期0～FFFF
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5;       //時鐘分頻，分頻數為5+1即6分頻
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;   //時鐘分割
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化
注注（二）：定時器TIM的倍頻器X1或X2。在APB分頻為1時，倍頻值為1，否則為2。



筆記：之前調試的時候，想檢測低頻，按照上面方法進行分頻處理時，怎麼都不行，後來才搞明白，由於檢測時要進行計數，印記預裝載值TIM_Period還是要設置成0xffff，而TIM_Prescaler是進行分頻用的，也就是說，如果定時器時鐘為72M，則將TIM_Prescaler設置成5後，TIM的時鐘為14.4M，此時可以檢測的最小頻率=14.4M/0xffff，也就是說最小檢測頻率= 14.4M/TIM_Period；

    之前關於這個TIM_Period自動重載值沒有理解好，怎麼都調試不同，終於搞定了，記錄一下，以便後期查閱


關鍵字：STM32  定時器  捕獲PWM  脈衝頻率 編輯：什麼魚 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/mcu/2018/ic-news070140148.html 本網站轉載的所有的文章、圖片、音頻視頻文件等資料的版權歸版權所有人所有，本站採用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯繫確認版權者。如果本網所選內容的文章作者及編輯認為其作品不宜公開自由傳播，或不應無償使用，請及時通過電子郵件或電話通知我們，以迅速採取適當措施，避免給雙方造成不必要的經濟損失。

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    ，用這些脈衝來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈衝，使各脈衝的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規則對各脈衝的寬度進行調製，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。 　　在PWM波形中，各脈衝的幅值是相等的，要改變等效輸出正弦波的幅值時，只要按同一比例係數改變各脈衝的寬度即可，因此在交－直－交變頻器中，PWM逆變電路輸出的脈衝電壓就是直流側電壓的幅值。
  • PWM是什麼
    也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈衝，使各脈衝的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規則對各脈衝的寬度進行調製，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。這些脈衝寬度相等，都等於 ∏/n ，但幅值不等，且脈衝頂部不是水平直線，而是曲線，各脈衝的幅值按正弦規律變化。如果把上述脈衝序列用同樣數量的等幅而不等寬的矩形脈衝序列代替，使矩形脈衝的中點和相應正弦等分的中點重合，且使矩形脈衝和相應正弦部分面積(即衝量)相等，就得到一組脈衝序列，這就是PWM波形。可以看出，各脈衝寬度是按正弦規律變化的。根據衝量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。
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