[其他ST产品] STM32 HAL库定时器输入捕获SlaveMode脉宽测量

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 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:37 | 显示全部楼层
SlaveMode模式下当输入捕获引脚接收到脉冲的上降沿信号时,产生复位并从零开始重新计数。

40752655dcbbe98131.png
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:39 | 显示全部楼层
一个周期内的总计数:输入捕获上(下)升沿信号开始,到下一个上(下)升沿结束总计数个数:C N T = N ∗ ( A R R + 1 ) + C R R 1 CNT=N*(ARR+1)+CRR1CNT=N∗(ARR+1)+CRR1
N:定时器溢出次数
ARR:TIMx预装载值
TIMx->CRR1寄存器计数值
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:39 | 显示全部楼层
定时器计数频率:f = F o s c / ( p s c + 1 ) f =Fosc/(psc+1)f=Fosc/(psc+1)
Fosc:定时器的频率(主时钟频率)
psc:分频系数
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 610u 于 2023-11-22 17:52 编辑

PWM主要参数
频率:是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数(一个周期);
占空比:一个脉冲周期内,高电平的时间与整个周期时间的比例。

 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:52 | 显示全部楼层
输入捕获SlaveMode脉宽测量
输入捕获到的PWM信号频率:1 / C N T ∗ T = 1 / C N T ∗ ( 1 / f ) = f / C N T 1/CNT*T = 1/CNT*(1/f) = f/CNT1/CNT∗T=1/CNT∗(1/f)=f/CNT
PWM占空比:C R R 2 ÷ C N T CRR2 \div CNTCRR2÷CNT
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:52 | 显示全部楼层
最小捕获频率计算
定时器频率: f / p s c f/pscf/psc
如果STM32以72MHz主频,定时器分频系数为36,定时器的时钟频率为2MHz。
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:53 | 显示全部楼层
PSC定时器TIMx->PSC=f / ( p s c − 1 ) f/(psc-1)f/(psc−1)

在没有开启溢出中断的情况下,最小捕获频率 = 2000000 ÷ 65535 ≈ 15.25 H z 2000 000 \div 65535 \approx 15.25Hz2000000÷65535≈15.25Hz
如果开启了溢出中断,那么捕获频率就不受限制。
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:53 | 显示全部楼层
开启溢出中断的情况下,捕获频率 = 2000000 ÷ N ∗ ( A R R + 1 ) + C R R 1 2000 000 \div N*(ARR+1)+CRR12000000÷N∗(ARR+1)+CRR1 (其中N代表溢出次数,ARR代表装载值)
如果被测量的频率低于1Hz,那么测量就没有多大意义了。
 楼主| 610u 发表于 2023-11-22 17:53 | 显示全部楼层
输入捕获SlaveMode脉宽测量例程
使用STM32F1利用TIM3通道1产生PWM输出信号,使用TIM2定时器作为信号输入捕获,并开启SlaveMode模式设置为ReSet Mode,同时开启两路极性互补输入捕获。
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:33 | 显示全部楼层
接线说明:PA6 PWM输出引脚和PA0输入捕获引脚连接到一起即可进行测量。
87383655f62ce6b859.png
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:34 | 显示全部楼层
TIM2输入捕获配置
16270655f62e695ec8.png
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:34 | 显示全部楼层
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:35 | 显示全部楼层
TIM3配置输出PWM占空比和频率可以行调整测试。

5196655f63368314c.png
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:36 | 显示全部楼层
如果启用输入捕获中断功能,那么输入捕获中断优先级大于更新中断

89893655f636b9238a.png
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:38 | 显示全部楼层
main程序代码

  1. /* USER CODE BEGIN Header */
  2. /**
  3.   ******************************************************************************
  4.   * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]           : main.c
  5.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]          : Main program body
  6.   ******************************************************************************
  7.   * @attention
  8.   *
  9.   * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  10.   * All rights reserved.
  11.   *
  12.   * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  13.   * in the root directory of this software component.
  14.   * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  15.   *
  16.   ******************************************************************************
  17.   */
  18. /* USER CODE END Header */
  19. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  20. #include "main.h"
  21. #include "tim.h"
  22. #include "usart.h"
  23. #include "gpio.h"

  24. /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
  25. /* USER CODE BEGIN Includes */
  26. #include "stdio.h"
  27. #include "string.h"
  28. /* USER CODE END Includes */

  29. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  30. /* USER CODE BEGIN PTD */

  31. /* USER CODE END PTD */

  32. /* Private define ------------------------------------------------------------*/
  33. /* USER CODE BEGIN PD */

  34. /* USER CODE END PD */

  35. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  36. /* USER CODE BEGIN PM */

  37. /* USER CODE END PM */

  38. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/

  39. /* USER CODE BEGIN PV */

  40. /* USER CODE END PV */

  41. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  42. void SystemClock_Config(void);
  43. /* USER CODE BEGIN PFP */

  44. /* USER CODE END PFP */

  45. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
  46. /* USER CODE BEGIN 0 */

  47. /* USER CODE END 0 */

  48. /**
  49.   * @brief  The application entry point.
  50.   * @retval int
  51.   */
  52. int main(void)
  53. {
  54.     /* USER CODE BEGIN 1 */
  55.     uint8_t USART_TX_Buff[32] = {0};
  56.     uint32_t Duty, Duty_High, ARR, PWM_f;
  57.     /* USER CODE END 1 */

  58.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  59.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  60.     HAL_Init();

  61.     /* USER CODE BEGIN Init */

  62.     /* USER CODE END Init */

  63.     /* Configure the system clock */
  64.     SystemClock_Config();

  65.     /* USER CODE BEGIN SysInit */

  66.     /* USER CODE END SysInit */

  67.     /* Initialize all configured peripherals */
  68.     MX_GPIO_Init();
  69.     MX_TIM2_Init();
  70.     MX_TIM3_Init();
  71.     MX_USART1_UART_Init();
  72.     /* USER CODE BEGIN 2 */
  73.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); //开启PWM输出通道:PA6
  74. //                        TIM3->ARR = 1000-1;//自动重装载值
  75.     TIM3->CCR1 = 300;//捕获/比较计数值,PWM占空比5000/1000=50% f=1MHz/1000=1KHz

  76.     TIM2->PSC = 36 - 1; //预分频;f=2MHz
  77.     HAL_TIM_IC_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); //开启输入捕获上升沿:PA0
  78.     HAL_TIM_IC_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2); //开启输入捕获下降沿:PA0
  79.     /* USER CODE END 2 */

  80.     /* Infinite loop */
  81.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
  82.     while(1)
  83.     {
  84.         /* USER CODE END WHILE */

  85.         /* USER CODE BEGIN 3 */
  86.         HAL_Delay(1000);
  87.         ARR = (TIM2->CCR1) + 1; //捕获从上一个上升沿开始到下一个上升沿结束的计数值,也就是一个完整周期的计数值
  88.        // ARR = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2, TIM_CHANNEL_1) + 1;//同上
  89.         Duty_High = (TIM2->CCR2) + 1; //捕获从上一个上升沿开始到下降沿之间的计数值,也就是高电平计数值
  90.         //Duty_High = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2, TIM_CHANNEL_2) + 1;//同上
  91.                                 //f = f/psc=1000 000
  92.                                 //计一个数的时间T:1/f
  93.                                 //PWM_f  = ARR/f
  94.         PWM_f = 2000/ARR;//KHz, 1/ARR*(T)= 1/ARR*(1/f)= f/ARR
  95.         Duty = Duty_High * 100 / ARR;
  96.         sprintf((char*)USART_TX_Buff, "PWM_f:%dKHz,ARR:%d,Duty_High:%d,Duty:%d%%", PWM_f, ARR, Duty_High, Duty); //打印输入捕获总计数值,高电平计数值
  97.         printf("%s \n", USART_TX_Buff);
  98.         memset((char*)USART_TX_Buff, '\0', strlen((char*)USART_TX_Buff)); //清空数组
  99.     }
  100.     /* USER CODE END 3 */
  101. }

  102. /**
  103.   * @brief System Clock Configuration
  104.   * @retval None
  105.   */
  106. void SystemClock_Config(void)
  107. {
  108.     RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  109.     RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  110.     /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  111.     * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  112.     */
  113.     RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  114.     RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  115.     RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  116.     RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  117.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  118.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  119.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  120.     if(HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  121.     {
  122.         Error_Handler();
  123.     }

  124.     /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  125.     */
  126.     RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
  127.                                   | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  128.     RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  129.     RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  130.     RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  131.     RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  132.     if(HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  133.     {
  134.         Error_Handler();
  135.     }
  136. }

  137. /* USER CODE BEGIN 4 */

  138. /* USER CODE END 4 */

  139. /**
  140.   * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  141.   * @retval None
  142.   */
  143. void Error_Handler(void)
  144. {
  145.     /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  146.     /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  147.     __disable_irq();
  148.     while(1)
  149.     {
  150.     }
  151.     /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
  152. }

  153. #ifdef  USE_FULL_ASSERT
  154. /**
  155.   * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  156.   *         where the assert_param error has occurred.
  157.   * @param  file: pointer to the source file name
  158.   * @param  line: assert_param error line source number
  159.   * @retval None
  160.   */
  161. void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
  162. {
  163.     /* USER CODE BEGIN 6 */
  164.     /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
  165.        ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  166.     /* USER CODE END 6 */
  167. }
  168. #endif /* USE_FULL_ASSERT */

 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:38 | 显示全部楼层
串口打印

55838655f63f148441.png
 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:38 | 显示全部楼层
使能输入捕获中断,相关代码:
  1. int main(void)
  2. {
  3. .........
  4. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1);        //启动输入捕获中断      
  5. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2);        //启动输入捕获中断
  6. ........
  7. while(1)
  8. {
  9.         ......
  10. }

  11. /**
  12.   * @brief 输入捕获回调函数
  13.   * @retval None
  14.   */
  15. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef* htim)
  16. {
  17.     if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
  18.     {
  19.     }
  20.     if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
  21.     {
  22.                         ARR = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2, TIM_CHANNEL_1)+1;
  23.                         Duty_High = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2, TIM_CHANNEL_2)+1;
  24. //                        ARR = TIM2->CCR1 + 1; //捕获从上一个上升沿开始到下一个上升沿结束的计数值,也就是一个完整周期的计数值
  25. //                                Duty_High = TIM2->CCR2 + 1; //捕获从上一个上升沿开始到下降沿之间的计数值,也就是高电平计数值
  26.     }
  27.     __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE);//清零中断标志位
  28. }

 楼主| 610u 发表于 2023-11-23 22:39 | 显示全部楼层
工程源码
链接:https://pan.baidu.com/s/1OJ6JuZt-76A-AjvvB2H3cA
提取码:p4hf
EmmaTT 发表于 2024-4-8 14:14 来自手机 | 显示全部楼层
这个输入捕获用的两个定时器吗
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