STM32多路PWM信号频率如何检测？

1831 STM32 定时器频率检测

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 频率检测的原理是什么？ STM32多路PWM信号频率如何检测？ 0
2022-2-14 07:32:11　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报小组店小二相关推荐 • 求教！有没有STM32控制产生PWM波的芯片 4343 • 如何检测pwm的频率？ 2372 • 怎样使用stm32f334的Hrtim定时器去创建多路互补pwm波呢 2015 • 请问STM32一个定时器可以同时输出多路PWM吗？ 241 • STM32怎么输出PWM信号？ 673 • 如何使STM32的不同通道输出不同频率的PWM波？ 6336 • 如何使用Timer输出PWM信号？ 634 • 求教，stm32怎么检测pwm电平跳变， 5441 • 请问电机控制PWM信号的占空比和频率根据什么确定？ 14808 • 基于FPGA+PWM的多通道信号发生器 2770 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 这星期老师让给项目中添加一个检测输入信号频率的功能，用于矿下煤气浓度检测，于是搞了几天做成了一个样例，由于电路板的限制，用的是TIM3和TIM4。这个程序最多支持8路不通频率信号的测量，由于有实际要求，我把测量的频率设定在1000~200Hz之间，当然测更高的频率也行，只是我没有测试过2000Hz以上的信号。频率检测的原理怎么编程需要看懂下面这张定时器输入捕获结构图，我只进行了最低限度的解释，要了解更多推荐看看野火的《零死角玩转STM32F103指南者》高级定时器那一章。使用 STM32 一定要找到参考手册、数据手册或者其他参考书，不然寸步难行。这里先说一下怎么进行信号捕获 0.TIMx一直在计数 1.信号通过 TIMx_CH1/2/3/4 流入 2.经过滤波器和边沿检测 3.信号进入捕获通道 4.经过预分频器 5.捕获寄存器在发生捕获时存储 CNT 的值，产生 CCxI 中断首先借助于定时器的输入捕获的4个通道的边沿捕获功能，检测到上升沿后出发 CI 中断。以 TIM3 的 CH1 为例，它检测到第一个上升沿后，我们用变量 cnt_val 记录一下 CNT（计数器）的值。当 CH1 遇到第二次遇到上升沿时，TIM3->CCR1 寄存器记录下此时 CNT 的值，我们用一个变量 ccr_val 记录一下。然后退出中断， ( ccr_val - cnt_val ) 的值就是一个周期内 TIM3 计数的次数(忽略计数器更新)，用变量 c_num 记录。接着用 TIM3 的计时频率 / c_num 可以得出频率的值。从上面的图中可以看出，假如捕获信号的一个周期内定时器发生了更新，那这次采集就算失败，因为更新后CNT重新计数了。还有一种情况是信号源突然掉线，所以需要定时进行在线检测。目前我没想到其它的bug。 GPIO初始化我用到了两个计时器，这里我只拿一个TIM3举例子，下面用到了很多宏定义，是为了方便我开关某些功能。 #define USE_TIM3 1 #define USE_TIM3_CH1 1 #define USE_TIM3_CH2 1 #define USE_TIM3_CH3 1 #define USE_TIM3_CH4 1 #define TIM3_IT_CCx /*/TIM_IT_CC1\|TIM_IT_CC2\|TIM_IT_CC3\|TIM_IT_CC4/注意要与上面的通道向对应/ #define TIM3_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA\|RCC_APB2Periph_GPIOB static void TIM3_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE);//TIM3 端口重映射,我用不上 //GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE); //禁止JTAG功能，把PB3，PB4作为普通IO口使用，我也用不上 RCC_APB2PeriphClockCmd(TIM3_GPIO_CLK,ENABLE);//开启对应GPIO的时钟，TIM3_GPIO_CLK是宏定义 #if USE_TIM3_CH1 //配置CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM3_CH1_PIN; GPIO_Init(TIM3_CH1_PORT,&GPIO_InitStructure); #endif #if USE_TIM3_CH2 //配置CH2 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM3_CH2_PIN; GPIO_Init(TIM3_CH2_PORT,&GPIO_InitStructure); #endif #if USE_TIM3_CH3 //配置CH3 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM3_CH3_PIN; GPIO_Init(TIM3_CH3_PORT,&GPIO_InitStructure); #endif #if USE_TIM3_CH4 //配置CH4 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM3_CH4_PIN; GPIO_Init(TIM3_CH4_PORT,&GPIO_InitStructure); #endif } 定时器初始化同样，只拿一个TIM3举例 static void GENERAL_TIM3_Config(void) { //配置引脚，就是上面的那个函数 TIM3_GPIO_Config(); //配置时基 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //初始化TIM3时钟72MHz RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1; //分频 72M/72 = 1MHz TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 0xffff-1; //计时周期65535 计时器的一个周期是(1s/1M)65535 = 0.0656s即65ms TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //配置为1分频 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//配置为向上计数模式 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，TIM3没有 TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure); //配置TIM3 TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update); //清除中断标志位 } 配置输入捕获这里需要注意 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel 不能像配置GPIO一样多个值相或，如 GPIO_Pin_6\|GPIO_Pin_7\|GPIO_Pin_8，TIM_Channel只能一次配置一个，我踩过的坑希望其他人别去踩。 // 测量的起始边沿 #define GENERAL_TIM_STRAT_ICPolarity TIM_ICPolarity_Rising static void TIM3_IC_Config(void) { TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; #if USE_TIM3_CH1 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //配置捕获通道,!!!!"这个参数不支持多参数相或"!!!!! TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0f; //设置滤波,参考手册p215 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = GENERAL_TIM_STRAT_ICPolarity;//选择IC触发边沿,上升沿还是下降沿，这里用的宏定义 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //预分频数1 TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直接输入 TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //配置TIM3的输入捕获功能 #endif #if USE_TIM3_CH2 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0f; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = GENERAL_TIM_STRAT_ICPolarity; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); #endif #if USE_TIM3_CH3 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_3; TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0f; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = GENERAL_TIM_STRAT_ICPolarity; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); #endif #if USE_TIM3_CH4 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_4; TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0f; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = GENERAL_TIM_STRAT_ICPolarity; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); #endif // 开启更新和捕获中断 TIM_ITConfig (TIM3, TIM_IT_Update \| TIM3_IT_CCx, ENABLE ); TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update\|TIM3_IT_CCx);//清中断标志 // 使能计数器 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); } 配置 NVIC 这里还是只贴出了TIM3的 static void GENERAL_TIM_NVIC_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; #if USE_TIM3 // 设置中断组为 1 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); // 设置中断来源 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn ; // 设置主优先级为 1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 设置抢占优先级为 3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //中断通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); #endif } 自定义一个保存信息的结构体 typedef struct { uint8_t Time_OutFlag; //捕获超时标志 uint8_t Capture_FinishFlag; // 捕获结束标志位 uint8_t Capture_StartFlag; // 捕获开始标志位 uint16_t Capture_CNTValue; // 第一次捕获边沿时计数器的值 uint16_t Capture_CcrValue; // 捕获寄存器的值 }TIM_ICUserValueType; 中断处理函数 extern TIM_ICUserValueType TIM_ICUserValue[8]; void TIM3_IRQHandler(void) { if ( TIM_GetITStatus ( TIM3, TIM_IT_Update) != RESET ) {//假定超时 TIM_ICUserValue[0].Time_OutFlag = 1; TIM_ICUserValue[1].Time_OutFlag = 1; TIM_ICUserValue[2].Time_OutFlag = 1; TIM_ICUserValue[3].Time_OutFlag = 1; // 采集波形的一个周期内发生了寄存器溢出，放弃本次采集 TIM_ICUserValue[0].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[0].Capture_FinishFlag = 0; TIM_ICUserValue[1].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[1].Capture_FinishFlag = 0; TIM_ICUserValue[2].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[2].Capture_FinishFlag = 0; TIM_ICUserValue[3].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[3].Capture_FinishFlag = 0; //清除中断标志 TIM_ClearITPendingBit ( TIM3, TIM_FLAG_Update ); } #if USE_TIM3_CH1 // TIM3_CH1上升沿捕获中断 if ( TIM_GetITStatus (TIM3, TIM_IT_CC1 ) != RESET) { // 第一次捕获 if ( TIM_ICUserValue[0].Capture_StartFlag == 0 ) { //记录首次捕获时计数器的值 TIM_ICUserValue[0].Capture_CNTValue = TIM3->CNT; // 存捕获比较寄存器的值的变量的值清 0 TIM_ICUserValue[0].Capture_CcrValue = 0; // 开始捕获标准置 1 TIM_ICUserValue[0].Capture_StartFlag = 1; } // 下降沿捕获中断 else { // 第二次捕获 // 获取捕获比较寄存器的值减去上一次计数器的值，这个值就是捕获到的高电平的时间的值 TIM_ICUserValue[0].Capture_CcrValue = TIM_GetCapture1(TIM3)-TIM_ICUserValue[0].Capture_CNTValue; // 开始捕获标志清 0 TIM_ICUserValue[0].Capture_StartFlag = 0; // 捕获完成标志置 1 TIM_ICUserValue[0].Capture_FinishFlag = 1; //超时标志清除 TIM_ICUserValue[0].Time_OutFlag = 0; } TIM_ClearITPendingBit (TIM3,TIM_IT_CC1); } #endif #if USE_TIM3_CH2 // TIM3_CH2上升沿捕获中断 if ( TIM_GetITStatus (TIM3, TIM_IT_CC2 ) != RESET) { if ( TIM_ICUserValue[1].Capture_StartFlag == 0 ) { TIM_ICUserValue[1].Capture_CNTValue = TIM3->CNT; TIM_ICUserValue[1].Capture_CcrValue = 0; TIM_ICUserValue[1].Capture_StartFlag = 1; } else { TIM_ICUserValue[1].Capture_CcrValue = TIM_GetCapture2(TIM3)-TIM_ICUserValue[1].Capture_CNTValue; TIM_ICUserValue[1].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[1].Capture_FinishFlag = 1; TIM_ICUserValue[1].Time_OutFlag = 0; } TIM_ClearITPendingBit (TIM3,TIM_IT_CC2); } #endif #if USE_TIM3_CH3 // TIM3_CH3上升沿捕获中断 if ( TIM_GetITStatus (TIM3, TIM_IT_CC3 ) != RESET) { if ( TIM_ICUserValue[2].Capture_StartFlag == 0 ) { TIM_ICUserValue[2].Capture_CNTValue = TIM3->CNT; TIM_ICUserValue[2].Capture_CcrValue = 0; TIM_ICUserValue[2].Capture_StartFlag = 1; } else { TIM_ICUserValue[2].Capture_CcrValue = TIM3->CCR3-TIM_ICUserValue[2].Capture_CNTValue; TIM_ICUserValue[2].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[2].Capture_FinishFlag = 1; TIM_ICUserValue[2].Time_OutFlag = 0; } TIM_ClearITPendingBit (TIM3,TIM_IT_CC3); } #endif #if USE_TIM3_CH4 // TIM3_CH4上升沿捕获中断 if ( TIM_GetITStatus (TIM3, TIM_IT_CC4 ) != RESET) { if ( TIM_ICUserValue[3].Capture_StartFlag == 0 ) { TIM_ICUserValue[3].Capture_CNTValue = TIM3->CNT; TIM_ICUserValue[3].Capture_CcrValue = 0; TIM_ICUserValue[3].Capture_StartFlag = 1; } else { TIM_ICUserValue[3].Capture_CcrValue = TIM_GetCapture4(TIM3)-TIM_ICUserValue[3].Capture_CNTValue; TIM_ICUserValue[3].Capture_StartFlag = 0; TIM_ICUserValue[3].Capture_FinishFlag = 1; TIM_ICUserValue[3].Time_OutFlag = 0; } TIM_ClearITPendingBit (TIM3,TIM_IT_CC4); } #endif } 结果处理这个函数你可以放到 main 函数里，我只是把它的结果用串口打印出来(串口部分请自行解决，网上的例子一大堆) void PWM_IC_Print(void) { double fre; // TIM 计数器的驱动时钟 uint32_t TIM_PscCLK = 72000000 / (71+1); int i = 0; for(i = 0;i<8;i++) { //超时判断 if(TIM_ICUserValue.Time_OutFlag == 1) continue; //判断是否捕获完成 if(TIM_ICUserValue.Capture_FinishFlag == 1) { // 计算一个周期的计数器的值 fre = (TIM_ICUserValue.Capture_CcrValue+1); //滤波器,我这里只留下了我需要的频段，具体值可以任意修改 //下面的值的计算方法是 (f(TIM3)/目标频率) if(fre>10000\|\|fre<500) continue; // 打印频率,你想怎么处理，请自便 printf ( "rn %d号输入测得频率: %f hzrn",i,1/(fre/TIM_PscCLK)); //清除标志 TIM_ICUserValue.Capture_FinishFlag = 0; } } } 下面是实际的测试结果我是用TIM2产生了一个200hz的方波，测了一下，还可以然后连起来，PA6(TIM3 CH1) 接 PA2(待测信号)，棕色那根是GND 打开串口调试助手测试一下多路输入，1个200hz，2个1000hz

2022-2-14 11:55:02 评论举报郭金