摘要：利用定時(shí)器產(chǎn)生PWM波。然后利用32的外部中斷和定時(shí)器來測(cè)量32輸出的波形硬件：STM32F103C8T6核心板、示波器、串口調(diào)試助手所用到的的引腳為PA8和PA0。 測(cè)量方案：在第一次外部中斷(上升沿觸發(fā))到之時(shí)，開啟定時(shí)器，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零。然后等待第二次中斷到來，在第二次外部中斷(上升沿觸發(fā))到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，同時(shí)關(guān)閉計(jì)數(shù)器。因?yàn)橹懒擞?jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一個(gè)數(shù)的時(shí)間，所以在第二次外部中斷(上升沿觸發(fā))到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，通過這個(gè)值就知道一個(gè)脈沖的時(shí)間周期。時(shí)間周期的倒數(shù)就是外部信號(hào)的頻率。

一、利用TIM1的CH1產(chǎn)生PWM波

pwm.c

#include"pwm.h" voidTIM1_PWM_Init(u16arr,u16psc) { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIO外設(shè)時(shí)鐘使能 //設(shè)置該引腳為復(fù)用輸出功能,輸出TIM1CH1的PWM脈沖波形 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//TIM_CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//復(fù)用推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;//輸出PWM的頻率為200000/100=2000HZ=2K實(shí)際示波器測(cè)量2.00055K TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;//驅(qū)動(dòng)(單片機(jī)提供給)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘是72000000/360=200kHZ TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//設(shè)置時(shí)鐘分割:TDTS=Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上計(jì)數(shù)模式 TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseStructure);//根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;//選擇定時(shí)器模式:TIM脈沖寬度調(diào)制模式2 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//比較輸出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=3600;//設(shè)置待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值這個(gè)值要為arr：自動(dòng)重裝值的一半，占空比才為50% TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//輸出極性:TIM輸出比較極性高 TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);//根據(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIMx TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);//MOE主輸出使能 TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);//CH1預(yù)裝載使能 TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);//使能TIMx在ARR上的預(yù)裝載寄存器 TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);//使能TIM1 } pwm.h

#ifndef__PWM_H #define__PWM_H #include"sys.h" voidTIM1_PWM_Init(u16arr,u16psc); #endif main.c

#include"delay.h" #include"sys.h" #include"pwm.h" intmain(void) { delay_init();//延時(shí)函數(shù)初始化 //10k7199 //20k3599 //8k8999 TIM1_PWM_Init(7199,0);//不分頻，輸出PWM頻率=72000K/(7199+1)=10Khz while(1) { } } 定時(shí)器1的通道1對(duì)應(yīng)的是PA8引腳，連接示波器可以測(cè)出波形

二、將PA8與PA0相連接

這里利用PA8輸出的PWM波形讓PA0外部中斷引腳測(cè)量。

三、外部中斷和定時(shí)器測(cè)量頻率

在配置定時(shí)器時(shí)最重要的就是配置定時(shí)器的預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值。定時(shí)器的本質(zhì)就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)到我們?cè)O(shè)定的值后就會(huì)溢出，也就是重新從0開始開始計(jì)數(shù)。設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)就是設(shè)置計(jì)數(shù)器的頻率，假設(shè)為71，F(xiàn)1的系統(tǒng)時(shí)鐘為72M，經(jīng)過72分頻，給計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率就是1M,周期就是1/1M=1us。也是就1us計(jì)一個(gè)數(shù)。那么計(jì)幾個(gè)數(shù)呢？這就要看重裝載值A(chǔ)RR，這里我們?cè)O(shè)置為0XFFFF，也就是計(jì)數(shù)65536個(gè)數(shù)，就是計(jì)滿整個(gè)寄存器的值。為什么要分頻系數(shù)為72，重裝載值為0XFFFF？這里給出詳細(xì)的分析過程。 1 為什么要分頻系數(shù)為72 F1的系統(tǒng)時(shí)鐘為72M，F(xiàn)1的系統(tǒng)時(shí)鐘為72M，如果不分頻的話，提供給定時(shí)器的時(shí)鐘就直接是72MHZ。72MHz是個(gè)什么概念？72MHz它對(duì)應(yīng)的周期就是(1/72000000)秒，也就是計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到最大值65535，只需要花費(fèi)(65535/72000000)秒≈1ms。這句話的意思就是如果你不分頻，計(jì)數(shù)器最大只能定時(shí)1ms。那么你的定時(shí)器每隔1ms就會(huì)溢出一次。如果經(jīng)過72分頻，給計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率就是1M,周期就是1/1M=1us，也是就1us計(jì)一個(gè)數(shù)。換句話就是可以采樣的波形頻率為1M，提高了采樣頻率。另一方面也是容易計(jì)算，計(jì)一個(gè)數(shù)1us，計(jì)count個(gè)數(shù)就是count個(gè)us，頻率就是1000000/count(HZ)。 2 為什么要重裝載值為0XFFFF 最大采樣間隔是跟定時(shí)器的中斷間隔相關(guān)的，定時(shí)器產(chǎn)生溢出中斷后計(jì)數(shù)值CNT會(huì)自動(dòng)清0，定時(shí)器的中斷間隔由分頻系數(shù)Prescaler和自動(dòng)重裝載寄存器Period決定，分頻系數(shù)前面已經(jīng)確定，那最大采樣間隔只需要考慮自動(dòng)重裝載寄存器Period的設(shè)置，比如頻分析系數(shù)71，自動(dòng)重裝寄存器值65535，則中斷間隔=65536/72000000/72=65.536ms，即最大采樣間隔65.536ms，如果65.536ms內(nèi)沒有檢測(cè)到一個(gè)脈沖，則這么設(shè)定間隔是不合理的，必須想辦法犧牲最小的采樣時(shí)間1us(擴(kuò)大分頻系數(shù))或者擴(kuò)大自動(dòng)重裝寄存器值(16位<65535)來增加定時(shí)器中斷間隔，也可以編寫自己的應(yīng)用函數(shù)來計(jì)算溢出的定時(shí)時(shí)間。 一般來說我們使用外部中斷是不需要用到定時(shí)器的，看原子和野火的外部中斷實(shí)驗(yàn)也沒有用到外部中斷。但是現(xiàn)在不是利用外部中斷簡(jiǎn)單的處理一件事，而是利用外部中斷測(cè)量頻率，而測(cè)頻率就涉及到時(shí)間，而只要涉及到時(shí)間，就需要用到定時(shí)器了。測(cè)量外部信號(hào)的頻率，就是測(cè)量PWM波對(duì)吧！如果我們測(cè)量到一個(gè)周期的時(shí)間，那么不就知道了信號(hào)的頻率了嗎？ 測(cè)量方案：在第一次外部中斷(上升沿觸發(fā))到之時(shí)，開啟定時(shí)器，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零。然后等待第二次中斷到來，在第二次外部中斷(上升沿觸發(fā))到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，關(guān)閉計(jì)數(shù)器。因?yàn)槲覀冎懒擞?jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一個(gè)數(shù)的時(shí)間，所以我們到在第二次外部中斷(上升沿觸發(fā))到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，通過這個(gè)值就知道一個(gè)脈沖的時(shí)間周期。時(shí)間周期的倒數(shù)就是外部信號(hào)的頻率。

具體代碼如下：

voidEXTI0_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//清除EXTI0線路掛起位 if(CaptureNumber==0)//第1次上升沿觸發(fā) { TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定時(shí)器2 TIM_SetCounter(TIM2,0);//清零計(jì)數(shù)器的值，因?yàn)橐婚_始就開始計(jì)數(shù)了 CaptureNumber++; } elseif(CaptureNumber==1)//第2次上升沿觸發(fā) { TimeCntValue=TIM_GetCounter(TIM2); Capture=TimeCntValue; CaptureNumber=0; TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//使能定時(shí)器2 } } } intmain(void) { floatx; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); delay_init(); uart_init(115200); TIM2_Init(); TIM1_PWM_Init(7199,0);//不分頻,輸出PWM頻率=72000K/(7199+1)=10Khz EXTIA0_Init(); while(1) { printf("Fre=%.2fkHz ",1000000/Capture); delay_ms(1000); } } 當(dāng)然你可能覺得這只是測(cè)量信號(hào)的一個(gè)周期脈沖不夠準(zhǔn)確，那么也可以測(cè)量100次脈沖的時(shí)間再除以100，就是一個(gè)脈沖的時(shí)間，然后再取倒數(shù)就可以算出頻率，這種方法也是可以的。具體代碼如下：

voidEXTI0_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//清除EXTI0線路掛起位 if(CaptureNumber==0)//第1次上升沿觸發(fā) { TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定時(shí)器2 TIM_SetCounter(TIM2,0);//清零計(jì)數(shù)器的值，因?yàn)橐婚_始就開始計(jì)數(shù)了 CaptureNumber++; } elseif(CaptureNumber>0&&CaptureNumber<100) ??{? ???TimeCntValue0?=?TIM_GetCounter(TIM2);??? ???CaptureNumber++; ??? ??} ??else?if(CaptureNumber==100)//第100次上升沿觸發(fā) ??{??? ???TimeCntValue?=?TIM_GetCounter(TIM2); ???Capture?=?TimeCntValue/100; ???CaptureNumber?=?0;? ???TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//使能定時(shí)器2???? ??} ?}? } int?main(void) {? ?float?x; ?NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); ?delay_init();? ?uart_init(115200);??? ?TIM2_Init(); ?TIM1_PWM_Init(7199,0);??//不分頻,輸出PWM頻率=72000K/(7199+1)=10Khz ?EXTIA0_Init(); ?while(1) ?{ ??printf("Fre=%.2f?kHz ",1000000/Capture); ??delay_ms(1000);? ?} } 程序流程圖

串口打印結(jié)果

當(dāng)然測(cè)量信號(hào)頻率的方法可以直接利用TIM的輸入捕獲的方法就可以實(shí)現(xiàn)。用外部中斷只是另一種測(cè)量方案，具體用哪一種還要看具體情況。