STM32单定时器多路输入捕获测量PWM的频率和占空比实现

1万 · 2023-12-27 15:57

对于定时器的单路捕获PWM的频率和脉冲,用cubemx配置：一个通道捕获上升沿，另一个通道捕获下降沿,Slave Mode 为Reset Mode .触发源为 TL1FP1 这可以很好地测量输入信号的周期和高电平时间,是使用定时器输入捕获的常用模式。(但仅限于定时器捕获单路PWM波)

在这种模式下:

1.上升沿到来时，触发中断，保存计数值到CCR1(假设通道1捕获上升沿的计数值),然后定时器的计数值清0（TIMx->CNT = 0)(这一点是关键)
2.下降沿到来时,保存计数值到CCR2(假设通道2捕获下降沿的计数值)，定时器的计数值不会清0.

PWM一个周期下映射到定时器的计数值 = 上升沿的计数值.(CCRx)

PWM的频率 = 定时器的频率(1M) / （捕获上升沿的计数值 -0）

PWM的占空比 = (下降沿的计数值 / 上升沿的计数值）

配置（以通道1上升沿直接捕获,通道2下降沿间接捕获)

给出以上的实例代码

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){ static u16 t = 0; static u16 d = 0; if(htim->Instance == TIM2) { if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1) { LEDDT[0]=1; t = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1)+1; freq = 1000000 / t; duty = (float)d/t*100; } else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) { LEDDT[1]=2; d = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_2)+1; } }}多路捕获PWM的频率和占空比（状态机实现)

我的思路:

配置定时器的两个通道都为上升沿捕获，开启定时器对于通道的输入捕获中断。

状态图

需要注意定时器的计数值有可能会溢出，所以要记录下溢出次数（在定时器的溢出更新中断中记录)

PWM频率= 定时器频率/ 两个上升沿之间的计数值
定时器频率 = 系统时钟 /预分频系数 = 1M
两个上升沿之间的计数值 = 第一次上升沿的计数值 +( 溢出次数 x 重装载值）- 第二次上升沿的计数值
PWM占空比 = 有效计数值 / 两个上升沿的计数值
有效计数值（假设以高电平为有效电平) = 下降沿的计数值 + ( 溢出次数 x 重装载值)-上升沿的计数值

1万 · 2023-12-27 15:57

配置

设置定时器的两个通道(多通道)为上升沿捕获计数值,这意味着每次PWM波在上升沿都会进入中断，保留计数值到CCRx.

用cubemx配置的话，就是很简单的配置方式,系统时钟80m，预分配系数80-1, 定时器频率为1M,预装载为0xffff(65535)

给出示例代码

TIM3的通道1和通道2

数据类型:

typedef struct mypwm{ u32 firstrisingcnt; u32 secondrisingcnt; u32 fallingcnt; u32 validcnt; //有效计数值对应于脉宽 float freq; float duty; u16 updatetimes; u8 state;} pwms;

在溢出更新中断的回调函数中:

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){ if(htim->Instance == TIM3) { mpwms[0].updatetimes++; mpwms[1].updatetimes++; //两路的更新计数值自加1,这里实际上可以用一个代替 }}

输入捕获的中断回调函数

void Inputcapturehandle(pwms * cpwm,u32 cnt,TIM_HandleTypeDef *htim,u32 ch){ u32 temp = 0; switch(cpwm->state) { case 0: //测量上升沿 { //开启下次为下降沿采样 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, ch, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); //溢出计数值置为0 cpwm->updatetimes = 0; //捕获第一次计数值 cpwm->firstrisingcnt =cnt; //更新状态 cpwm->state = 1; break; } case 1: //测量下降沿 { //开启下一次为上升沿采样 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, ch, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); //捕获下降沿的计数值 cpwm->fallingcnt = cnt; //计算有效计数值(考虑溢出) cpwm->validcnt = (cpwm->updatetimes * htim->Instance->ARR)+ cpwm->fallingcnt-cpwm->firstrisingcnt; //溢出计数置为0 cpwm->updatetimes =0; //更新下一状态 cpwm->state = 2; break; } case 2: //再次测量上升沿 { //捕获第二次上升沿的计数值 cpwm->secondrisingcnt = cnt; //计算两个上升沿之间的计数值(考虑溢出) temp = cpwm->secondrisingcnt + (cpwm->updatetimes * htim->Instance->ARR) - cpwm->firstrisingcnt; //溢出计数值置为0 cpwm->updatetimes = 0; //计算频率 = 定时器频率/一个PWM波的两个上升沿的计数值 cpwm->freq = 1e6/temp; //计算占空比 cpwm->duty = cpwm->validcnt*1.0f / temp *100; //更新状态 cpwm->state = 0; } break; }}void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){ if(htim->Instance == TIM3) { if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1) { //进入到自己的中断回调函数中执行 Inputcapturehandle(&mpwms[0],TIM3->CCR1,htim,TIM_CHANNEL_1); } else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) { //进入到自己的中断回调函数中执行 Inputcapturehandle(&mpwms[1],TIM3->CCR2,htim,TIM_CHANNEL_2); } }}