最近要做一個項目,需要對外部的PWM信號統計頻率和占空比,那做吧
使用的是STM32F207的片子
看datasheet,發現定時器幾大功能之一就是對PWM信號的捕獲比較。說明定時器即可以產生PWM信號,還可以對外部的PWM信號捕獲。
自己仿真一下吧,將D0腳作用PWM信號的輸出,用定時器3調整其高低電平輸出時間,就算是一路占空比可調的PWM信號了。
將定時器2的CH2作為PWM信號的輸入腳,即GPIOA1腳,將D0接到A1腳上。
先配置一下吧
//GPIO配置
RCC_AHBxPeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //A口
RCC_AHBxPeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_TIM2);//A0口復用為定時器2
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //配置為復用腳
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
//兩路定時器的配置,這個定時器的配置還是有玄機在里面的,等會再講
void TIM3_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
/* ---------------------------------------------------------------
PCLK1=120/4=30MHz
TIM2 CLK = 30MHz * 2 = 60MHz, Prescaler = 300, TIM3 counter clock = 50,周期就為4K,定時器時間是0.25mS
--------------------------------------------------------------- */
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(300-1);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
/*----------------------------------------------------------------
TIM IT enable 使能或者失能指定的TIM中斷
TIM3: TIM 中斷源
TIM_IT_Update | TIM_IT_Trigger: TIM 觸發中斷源
----------------------------------------------------------------*/
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update | TIM_IT_Trigger, ENABLE);
/* TIM3 enable counter 使能TIMx外設*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
//這個函數數F2的標準庫自帶的例子,大家可以自己去研究下
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
/* Time base configuration */
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
TIM_PWMIConfig(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
/* Select the TIM2 Input Trigger: TI2FP2 */
TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI2FP2);
/* Select the slave Mode: Reset Mode */
TIM_SelectSlaveMode(TIM2, TIM_SlaveMode_Reset);
/* Enable the Master/Slave Mode */
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2, TIM_MasterSlaveMode_Enable);
/* TIM enable counter */
/* Enable the CC2 Interrupt Request */
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC2, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
//中斷處理,這里看到用全局變量tim_cnt對一自然數取余,就可以隨意調整占空比了,例如tim_cnt累加到4的倍數才拉高,其余全為低電平,那高電平占空比就是1/4=25%
void TIM3_IRQHandler(void)
{
//int i;
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //檢查指定的TIM中斷發生與否:TIM 中斷源
{
if((tim_cnt%4) == 0)
GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_0);
else
GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_0);
tim_cnt++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
}
}
//這個定時器就是計算PWM信號的頻率和占空比了
void TIM2_IRQHandler(void)
{
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
/* Clear TIM2 Capture compare interrupt pending bit */
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2);
/* Get the Input Capture value */
IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM2);
//printf(“IC2Value:%d!!!\r\n”,IC2Value);
if (IC2Value != 0)
{
/* Duty cycle computation */
IC1Value = TIM_GetCapture1(TIM2);
DutyCycle = (IC1Value * 100) / IC2Value;
/* Frequency computation */
Frequency = (RCC_Clocks.HCLK_Frequency) / 2 / IC2Value;
//Frequency = 30000000 / IC2Value;
//printf(“clk:%d!!!\r\n”,RCC_Clocks.HCLK_Frequency);
}
else
{
DutyCycle = 0;
Frequency = 0;
}
}
PWM輸入捕獲模式是輸入捕獲模式的特例,自己理解如下
1. 每個定時器有四個輸入捕獲通道IC1、IC2、IC3、IC4。且IC1 IC2一組,IC3 IC4一組。并且可是設置管腳和寄存器的對應關系。
2. 同一個TIx輸入映射了兩個ICx信號。
3. 這兩個ICx信號分別在相反的極性邊沿有效。
4. 兩個邊沿信號中的一個被選為觸發信號,并且從模式控制器被設置成復位模式。
5. 當觸發信號來臨時,被設置成觸發輸入信號的捕獲寄存器,捕獲“一個PWM周期(即連續的兩個上升沿或下降沿)”,它等于包含TIM時鐘周期的個數(即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計數個數n)。
6. 同樣另一個捕獲通道捕獲觸發信號和下一個相反極性的邊沿信號的計數個數m,即(即高電平的周期或低電平的周期)
7. 由此可以計算出PWM的時鐘周期和占空比了
frequency=f(TIM時鐘頻率)/n。
duty cycle=(高電平計數個數/n),
若m為高電平計數個數,則duty cycle=m/n
若m為低電平計數個數,則duty cycle=(n-m)/n
注:因為計數器為16位,所以一個周期最多計數65535個,所以測得的 最小頻率= TIM時鐘頻率/65535。
根據計算器是65535,可想而知,PWM的頻率范圍大致是1k~1M之間,所以定時器3的周期時間要根據D0的占空比來調整,保證整的周期時間在1K和1M之間。如果要將占空比調整為10,那么TIM3的定時只能小于0.1mS了,當然這個辦法有點傻,完全可以不用這么做
打印出來的結果是 DutyCycle:24, Frequency:980
根據上面的設置算一下是正確的,因為每個PWM信號4次TIM3的時間即1mS,高電平占四分之一即25%,有點誤差
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