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基于HAL库的STM32的单定时器的多路输入捕获测量脉冲频率(外部时钟实现)

昊月光华 2024-08-28 12:01:03

简介基于HAL库的STM32的单定时器的多路输入捕获测量脉冲频率(外部时钟实现)

写在前面

一般的做法（定时器单通道输入捕获)

以外部时钟的方式(高低频都适用)

测试效果

写在前面

STM32的定时器本身有输入捕获的功能。可选择双端捕获，上升沿捕获或者是下降沿捕获。对应捕获频率来说,连续捕获上升沿或下降沿的时间间隔就是其脉冲的周期.

一般的做法（定时器单通道输入捕获)

定时器设置频率为1M.

每次进入输入捕获的中断回调函数 HAL_TIM_IC_CaptureCallback 就让其计数值CNT为0. 那么连续两次采样的计数值也就是 (TIMx->CCRx - 0) ，频率 =定时器频率/(TIMx->CCRx - 0).


void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    
    

    
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        
        if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
        {
            
            freq=htim->Instance->CCR2;
            freq = 1e6/freq;
            htim->Instance->CNT =0;
            
            
        
        }
        
    }
}

如果是单个定时器对多个通道进行采样呢？这时候就必须重新考虑如何测量频率了。通用做法:

(以上升沿为例，定时器的计数值TIMx->CNT设置为65535后溢出)

测量第一次上升沿的捕获值CCRx,即为first，并设置标记表示开始测量，若存在溢出则在定时器的溢出回调函数 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)中记录溢出次数，直到第二个上升沿到来，计为 second，计算频率。

频率= 定时器的频率 / (second - first +溢出次数*溢出值)

由上面的等式得出，若两个上升沿之间的计数值 > 定时器的频率 ,则脉冲的频率<1hz 属于低频。

低频是非常好测量的，难的是高频。若还想以直接的方式去测量高频，则不太现实，因为高频两个脉冲之间的间隔更短,而定时器的频率总不可能超过其系统频率，更不可能达到高频脉冲的频率。

直接不行变间接，将一段时间内的脉冲的个数进行计数统计，并记录所统计的这一段时间
频率 = 个数 /时间，若设置时间为1s(特殊情况) 频率= 1s内的脉冲个数. 计时需要用到别的定时器。

以外部时钟的方式(高低频适用)

typedef struct mypwm{
  
 u32 ts; //记录的脉冲值
 u8 flag; //开始信号/结束信号
 u16 time; //记录的时间   
    
} mypwm;

mypwm m1 ={0};
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    
    
    if(htim->Instance == TIM6)
    {
        
        
        if(m1.flag == 0) m1.flag = 1; //第一次进来
        else if(m1.flag == 1){ 
            
          if( ++m1.time == 1000){//增加1ms
              
              //已经测了1s
              m1.time = 0;
              m1.flag = 0;
              freq = m1.ts;
              m1.ts = 0;
              
          } 
            
            
        }
    }
}

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{

    
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        
        if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
        {
            
 
            
         
            if(m1.flag == 1)  m1.ts++;
            
           
           
        }
        
    }
}