STM32F1常用外设介绍

频率测量：
测频法：在闸门时间T内，对上升沿计次，得到N，则频率

测频法：自定一个闸门时间T，通常设置为1s，在1s时间内，对信号上升沿计次，从0开始计，每来一个上升沿，计次+1，每来一个上升沿，其实就是来了一个周期的信号，在1s时间内，来个几个周期，频率就是多少Hz，（频率的定义：1s内出现了多少个重复的周期），这是一种直接按频率定义来测量的方法，闸门时间也可以是2s，计次值除2，就是频率

测频法测量的是一个闸门时间的多个周期自带一个均值滤波，如果在闸门时间内波形频率有变化，得到的其实是这一段时间的平均频率，测频法测量时间慢，测量结果是一段时间的平均值，值比较平滑

测周法：两个上升沿内，以标准频率计次，得到N，则频率

测周法：捕获信号的两个上升沿，测量之间持续的时间，使用一个已知的标准频率的计次时钟，来驱动计数器，从一个上升沿开始计，计数器从0开始，一直计到下一个上升沿，停止，计一个数的时间是1/fc，计N个数时间就是N/fc，N/fc就是周期，再取个倒数，就得到频率的公式，fx = fc/N

测周法只测量一个周期，就能出一次结果，出结果的速度取决于待测信号的频率，一般来说测周法结果更新更快，但是由于他只测量一个周期，所以结果值会受噪声的影响，波动比较大。

测频法适合测高频信号，测周法适合测量低频信号

例如：定了1s为闸门周期，结果1s内一个上升沿都没有，但不能认为频率是0，计次N很少时，误差会非常大，所以测频法适合测量高频率的信号，测周法适合低频信号，低频信号，周期比较长，计次就会比较多，有助于减少误差。如果待测频率太高，那么一个周期内只能计一两个数，如果待测信号再高一些，甚至一个数也计不到，不能认为频率无穷大

中界频率：测频法与测周法误差相等时的频率点（测频法和测周法的N相同）


计数次数越多，±1误差对结果的影响越小

待测频率<中界频率，测周法合适

待测频率>中界频率，测频法合适

异或门：当输入引脚的任何一个引脚有电平翻转时，输出引脚就产生一次电平翻转


输入信号来到输入滤波器（对信号进行滤波，避免高频的毛刺信号误触发）和边沿检测器（可以选择高电平触发，或者低电平触发）

有两套滤波和边沿检测电路，第一套电路：经过滤波和极性选择得到TI1FP1，输入给通道1的后续电路，第二套电路：经过另一个滤波和极性选择得到TI1FP2，输入给下面通道2的后续电路，同理下面TI2的信号进来，也经过两套滤波和极性选择，得到TI2FP1和TI2FP2，其中TI2FP1输入给上面，TI2FP2输入给下面，两个输入信号进来可以选择各走各的，也可以选择进行交叉，让CH2引脚输入给通道1，或者CH1引脚输入给通道2，这样做的目的可以灵活切换后续捕获电路的输入，通过数据选择器进行灵活选择，可以把一个引脚的输入，同时映射到两个捕获单元，这是不是PWMI的经典结构，

例如，第一个捕获通道，使用上升沿触发，用来捕获周期，第二个通道，使用下降沿触发，用来捕获占空比，两个通道同时对一个引脚进行捕获，就可以同时测量频率和占空比，这就是PWMI模式。

TRC是为了无刷电机的驱动

输入信号进行滤波和极性选择后，来到预分频器，预分频器，每个通道各有一个，可以选择对前面的信号进行分频，分频之后的触发信号就可以触发捕获电路进行工作了，每来一个触发信号，CNT的值就会向CCR转运一次，转运的同时，会发送一个捕获事件，这个事件会在状态寄存器置标志位，同时也可以产生中断，如果需要再捕获期间处理事情就可以开启这个捕获中断

例如：配置上升沿触发捕获，每来一个上升沿，CNT转运到CCR一次，因为CNT计数器是由内部的标准时钟驱动的，所以CNT的数值，可以用来记录两个上升沿之间的时间间隔，这个时间间隔就是周期，再取个倒数就是测周法测量的频率了，

每次捕获后要把CNT清0，下次再上升沿再捕获的时候取出的CNT才是两个上升沿的时间间隔，可以用主从触发模式，自动来完成。

数字滤波器：由一个事件计数器组成，记录到N个事件后会产生一个输出的跳变，简单来说滤波器的工作原理就是，以采样频率对输入信号进行采样，当连续N个值都为高电平，输出才为高电平，连续N个值都为低电平输出才为低电平，如果信号出现高频抖动，导致连续采样N个值不全都一样，那输出就不会变化，这样就可以达到滤波的效果，采样频率越低，采样个数N越大，滤波效果就越好。

主从触发模式：（主模式、从模式和触发源选择三个功能的简称）

主模式：将定时器内部的信号映射到TRGO引脚，用于触发别的外设。

从模式：接收其他外设或者自身外设的一些信号，用于控制自身定时器的运行，也就是被别的信号控制。

触发源选择：选择从模式的触发信号源，也可以认为是从模式的一部分，触发源选择，选择一个指定的信号得到TRGI，TRGI去触发从模式，从模式可以在上述列表里，选择一项操作来自动执行。

例如：让TI1FP11信号自动触发CNT清零，触发源选择可以选择TI1FP1，从模式执行的操作，就可以选择执行Reset的操作，这样TI1FP1的信号就可以自动触发从模式，从模式自动清零CNT，实现硬件全自动测量

输入捕获基本结构：

只使用了一个通道，目前只能测量频率，配置好时基单元，启动定时器，CNT就会在预分频之后的时钟驱动下，不断自增，这个CNT就是测周法用来计数计时的，经过预分频之后的时钟频率就是，驱动CNT的标准频率fc，(标准频率 = 72M/预分频系数)，下面输入捕获通道1的GPIO口，输入一个上面的方波信号，经过滤波器和边沿检测，选择TI1FP1为上升沿触发，之后输入选择直连的通道分频器选择不分频，当TI1FP1出现上升沿之后，CNT的当前计数值转运到CCR1里，同时触发源选择，选择TI1FP1选择为触发信号，选中TI1FP1为触发信号，从模式选择复位操作，TI1FP1的上升沿也同样会通过上面的触发源选择那一路，取触发CNT清零，注意是先转运CNT的值到CCR里去，再出发从模式给CNT清零或者是非阻塞的同时转移，CNT的值转移到CCR，同时0转移到CNT里面去，不能是先清零CNT，再捕获，否则捕获值都是0了。

例如：左上角图，信号产生一个上升沿，CCR1 = CNT，就是把CNT的值转运到CCR1里面去，这是输入捕获自动执行的让CNT = 0，清零计数器（从模式自动执行的），在一个周期之内，CNT在标准时钟的驱动下，不断自增，并且由于之前清零过了，所以CNT就是从上升沿开始，从0开始计数一直++，指导，下一次上升沿来临，然后执行相同的操作，CCR1 = CNT，CNT = 0，第二次捕获时CNT，继续执行操作

如果信号频率太低，CNT的计数值可能会溢出

想使用从模式自动清除CNT，只能用通道1和通道2，对于通道3和通道4，就只能开启捕获中断，在中断里手动清零了。（这样做程序会处于频繁中断的状态，比较消耗软件资源）

复制

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

        

        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        

        TIM_InternalClockConfig(TIM3);

        

        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;                //ARR

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;                //PSC

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

        TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);

        

        TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;//定义输入捕获结构体

        TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//通道1

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;//滤波器开最大

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿触发

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//不分频

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直接模式

        TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

        

        TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);//选择触发源

        TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//从模式

        

        TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);//开启定时器

}



uint32_t IC_GetFreq(void)

{

        return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);

}

 

PWMI基本结构：

PWMI模式，使用了两个通道捕获一个引脚可以同时测量周期和占空比，TI1FP1配置上升沿触发，触发捕获和清零CNT，TI1FP2，配置为下降沿触发，通过交叉通道，去触发通道2的捕获单元，去触发通道2的捕获单元

例如：左上角图，最开始上升沿，CCR1捕获，同时清零CNT，之后CNT一直++，在下降沿这个时刻，触发CCR2捕获，这时CCR的值就是高电平期间的计数值，CCR2捕获不会触发CNT清零，CNT++，直到下一次上升沿，CCR1捕获周期，CNT清零，这样执行，CCR1就一整个周期的计数值，CCR2就是高电平期间的计数值，用CCR2/CCR1，就是占空比。

单独写入PSC的函数

void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);

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输入捕获步骤

第一步，RCC开启时钟，把GPIO的TIM的时钟打开

第二步，GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式，一般选择上拉输入或者浮空输入模式

第三步，配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行

第四步，配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、直连通道还是交叉通道、分频器这些参数

第五步，选择从模式的触发源，触发源选择TI1FP1，调用一个库函数即可

第六步，选择触发之后执行的操作，执行Reset操作，调用一个库函数即可

第七步，调用TIM_Cmd函数，开启定时器

输入捕获常用函数
结构体配置输入捕获单元的函数

输出比较每个通道占用一个函数，输入捕获4个通道是共用一个函数的,在结构体中有额外的参数来选择通道

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);