# 6.3 TIM 输入捕获测PWM信号频率
2025-04-10 本文已影响0人
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TIM IC(Input Capture) 定时器输入捕获
- IC(Input Capture)输入捕获
- 输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时，当前CNT的值将被锁存到CCR中，
可用于【测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间】等参数 - 每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道
- 可配置为PWMI模式，同时测量频率和占空比
- 可配合主从触发模式，实现硬件全自动测量
测频法：适合高频率信号。得到闸门时间内的平均值。
测周法：信号频率低，周期比较长。只测量一个周期就出结果。波动比较大。
两个上升沿的时间间隔。
中界频率：
测外部信号频率，输入捕获模式测pwm信号频率。
测量自己生成的pwm信号，A0输出，A6输入。
// PWM.h .c
#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
void PWM_Init(void); //PWM初始化
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare); //PWM设置CCR
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler); //PWM设置PSC,调节pwm频率
#endif
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR, 改变通道1的占空比。
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
/**
* 函 数：PWM设置PSC,调节pwm频率
* 参 数：Prescaler 要写入的PSC的值，范围：0~65535
* 返 回 值：无
* 注意事项：PSC和ARR共同决定频率，此函数仅设置PSC的值，并不直接是频率
* 频率Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{ //设置PSC的值
TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate);
}
//输入捕获IC.c
#ifndef __IC_H
#define __IC_H
void IC_Init(void);
uint32_t IC_GetFreq(void);
#endif
//------------------------
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_Init(void)
{
/*1.RCC 开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*2.GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*1.配置时钟源，定时器TIM3*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*3.配置 时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
/*4.输入捕获初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道
/*5.选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
//6.从模式选择复位
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*7.TIM使能，开启定时器*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率,最新一个周期的频率值。
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{ // 1M/N
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100. -->1000Hz
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100. 占空比50%
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
}
}
测频率和占空比。pwm输入模式
两个通道同时捕获。一个通道捕获周期，一个周期捕获占空比。
#ifndef __IC_H
#define __IC_H
void IC_Init(void);
uint32_t IC_GetFreq(void);
uint32_t IC_GetDuty(void);
#endif
//------------------------------
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
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); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
/*PWMI模式初始化配置*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_PWMIConfig，配置TIM3的输入捕获通道
//此函数同时会把另一个通道配置为相反的配置，实现PWMI模式
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{ //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的占空比
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的占空比：0~100
*/
uint32_t IC_GetDuty(void)
{ //占空比Duty = CCR2 / CCR1 * 100，这里不执行+1的操作也可
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
OLED_ShowString(2, 1, "Duty:00%"); //2行1列显示字符串Duty:00%
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号，可修改参数实现pwm信号的频率占空比修改。*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
OLED_ShowNum(2, 6, IC_GetDuty(), 2); //不断刷新显示输入捕获测得的占空比
}
}
