使用CubeMX实现定时器捕获脉冲频率

只看该作者 · 2024-2-23 18:44

前言
定时器捕获高电平持续时间，相信大家都比较熟悉，在我们的例程里边就有，很多客户会问有没有检查脉冲频率的呀，还真没有，但是现在有啦
本文使用STM32F407,外设TIM5通道一(PA0)，实现对外部输入脉冲的频率检测。
那我们知道捕获一个完整脉冲频率，就是需要捕获两次上升沿所用时间，或者两次下降沿所用的时间。本文使用的检测方法为检测两次上升沿的时间。注意TIM5是32位的计数器。

原理讲解

当捕获到第一个上升沿时，清空计数值，使其从0开始计数，之后分成两种情况：
情况①：比较特殊就是两个上升沿之间的间隔时间太长了，需要计数溢出好几次才捕获到第二次的上升沿，此时需要加上溢出次数的用时才是整个脉冲的周期。
情况②：比较常规，两个上升沿在一个计数周期内完成采集，此时第二次上升沿所得到的计数值就为整个脉冲周期所计数次数

CubeMX配置

那我们知道这个情况了就可以设计我们的代码了，首先cubemx配置选择TIM5通道一(PA0)为输入捕获模式，设置ARR，PSC等参数，以及上升沿捕获等，如图：

并开启全局中断

设置好即可生成代码，来到代码设计部分

代码设计

首先定义两个变量，一个代表捕获状态，一个捕获值

捕获状态
/*[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次，也就是捕获到第二次上升沿*/
/*[6]:0,还没捕获到第一次上升沿;1,已经捕获到第一次上升沿了*/
/*[5:0]:捕获低电平后溢出的次数(对于32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)*/

当捕获到第一次上升沿时，把位6置一

捕获到第一次上升沿后，继续捕获到第二次上升沿，代表已经捕获到一个完整脉冲，把最高位置一

这就是捕获状态最高两位的作用，我们只需要判断高2位就知道当前是否捕获完成，后面六位是用来记录溢出次数的，也就是我们前面所说的情况①。

接着就是中断处理：捕获中断

更新中断，用来记录溢出次数

完成了前面几部分我们的核心部分就解决了，接着就是来到主函数main.c，首先初始化各外设，这里用到串口打印所以串口部分也需初始化，并开启定时器各中断等

最后就是到我们的计算频率：

首先定义一个变量temp，记录总的计数次数，然后TIM5挂载在APB1上所以定时器时钟乘2，就是84M,预分频设置84分频，也就是：1M计数频率，所以除以计数总次数，就为脉冲的频率。

实验现象

使用波形发生器输出方波波形接入板子PA0引脚(注意共地)，打开串口助手看现象，如图：

（图1：设置脉冲输出10HZ）（图2：串口打印）（图3：设置脉冲输出100HZ）