STM32F103ZET6【HAL开发】STM32CUBEMX------3.3测量PWM的频率和占空比

目的测量PWM的频率和占空比，通过串口调试助手打印出来

方法一：用定时器的PWM输入模式，采用一个定时器的两个通道（通道一和通道二），配置从模式为复位模式，没有进行溢出处理，所以需要考虑捕获的最低频率；

因为需要测量一个PWM信号，那么首先需要先产生一个PWM信号，这里我用TIM4_CH1（PD12）输出一个频率为50HZ，占空比为50%的PWM信号


然后参见定时器的内部框图可知，当从CH1输入一个PWM波，通过输入滤波后将会产生两路信号：tim_ti1fp1 & tim_ti1fp2，分别送至tim_ic1 & tim_ic2，也就是说一个TI信号将会被映射成两路的IC信号，所以可以通过进行边沿检测来测量PWM的频率以及占空比。

所以需要用到另外一个定时器的一个通道，此处选择TIM3_CH1(PA6)
1、设置定时器Slave Mode为Reset Mode，也就是当检测到上升沿时，定时器复位；
2、PWM由CH1进入，触发源设置为TI1FP1，并设置IC1为上升沿捕获；
3、当第一次捕获到上升沿时，定时器复位，计数寄存器CNT清零；
4、当IC2捕获到下降沿时，计数器CNT的值将会被存到捕获寄存器CCR2中；
5、当IC1再次捕获到上升沿时，计数器CNT的值将会被存到捕获寄存器CCR1中，同时将定时器复位；
6、开启TIM3的中断
因此，CCR1的值就是周期，CCR2的值就是占空比。

最终计算得到的频率值 = 分频后得到的时钟频率 / 上升沿个数 = （ 定时器时钟频率 / 预分频系数 ）/ 上升沿个数 ；
最终计算的到的占空比 = 下降沿个数 / 上升沿个数；
值得注意的是：要明确输入PWM波的大致范围，因为需要根据PWM波范围来确定预分频系数；比如说输入一个频率大概为50Hz，占空比为10%的PWM波，需要将预分频系数稍微设置大一些；（这是因为：定时器所能测量到的最小频率 = 定时器频率 / （ 预分频系数 * 自动重载值 ），而因为ARR(Auto-Reload-Register)是一个十六位寄存器，其最大值为65536，所以当需要测量的频率值较小时，必须要将预分频系数设为较大值）
以本次使用定时器TIM3为例，其时钟频率已配置为84MHz，再配置PSC（Prescaler）为（8400-1），因此，最终频率 = （ 84000000 / 8400 ）/ PWM_RisingCount；

由于需要用到串口，所以还需要配置USART1

三、编写代码
串口1重定义，在keil设置中勾选微库(use mircolib)

#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	/* 发送一个字节数据到串口DEBUG_USART */
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);	
	
	return (ch);
}
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TIM4_CH1输出频率50HZ，占空比50%PWM信号

HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1);  //启动TIM4_CH1 PWM输出
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TIM3_CH1输入捕获PWM信号的占空比和频率，需要用跳线将PA6和PD12连接在一起。
定义相关变量，以及使能相关定时器和计数处理代码

#define cnt_clk 72000000/(71+1)//计数器频率
#define arr 65535//自定重装载值   
uint32_t CCR1,CCR2,end_flag;//存捕获寄存器获取的值的变量
float duty_cycle,frequency;//频率，占空比

HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_2);

  while (1)
  {
    //每1秒输出一次
		if(end_flag==1)
		{
			printf("\r\n频率=%.2fHZ,占空比=%.2f%%\r\n",frequency,duty_cycle);
			end_flag=0;
		}
		HAL_Delay(1000);
  }
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输入捕获中断回调函数

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	  /*PWM 信号的第一个上升沿时，定时器产生中断，计数器，CCR寄存器被复位。
    当下降沿到来时，IC2 会捕获，对应的是脉冲宽度测量，但不会产生中断。当第
	  二个上升沿时，IC1会捕获，对应的是周期宽度测量，而且会再次进入中断*/
				//printf("0");
				CCR1=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim8, TIM_CHANNEL_1);
				if(CCR1!=0)
				{
					CCR2=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim8, TIM_CHANNEL_2);
					frequency=(float)cnt_clk/(CCR1+1);
					duty_cycle=(float)(CCR2+1)*100/(CCR1+1);	
					end_flag=1;
				}
				else
				{
					frequency=0;
					duty_cycle=0;
				}
}
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串口调试助手打印的结果基本正确
注意事项：
1、 PWM模式只能使用通道1和通道2
2、能捕获的最低频率f=(时钟频率/(分频系数PSC+1))/(重装载值ARR+1)
f=(72000000/(71+1))/(65535+1）=15.2HZ

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二、普通输入捕获模式