STM32F4_TIM输入波形捕获 (脉冲频率、占空比)

发布时间:2023-08-01  

Ⅰ、概述

本文基于上一篇文章“TIM输入波形捕获(脉冲频率)”的基础上进行拓展,上一篇文章主要是捕获波形的频率,本文主要拓展捕获波形的占空比。


笔者实验测试的方法和上一篇文章一样,通过信号发生器产生PWM信号,通过串口发送频率和占空比到上位机(上位机串口助手显示其数值)。(没有信号发生器的朋友可以结合上一篇文章PWM输出做信号源;在同一块板子上也可以使用不同定时器,将PWM输出引脚接在捕获输入引脚)


实验现象:不同频率的实验现象请看上一篇文章(该文章提供的工程笔者也是进行了大量不同频率的测试,误差在几Hz属正常范围)。

1000Hz、20% - 80%占空比现象:


1000Hz、51% - 58%占空比现象:


关于本文的更多详情请往下看。


Ⅱ、实例工程下载

笔者针对于初学者提供的例程都是去掉了许多不必要的功能,精简了官方的代码,对初学者一看就明白,以简单明了的工程供大家学习。

笔者提供的实例工程都是在板子上经过多次测试并没有问题才上传至360云盘,欢迎下载测试、参照学习。

提供下载的软件工程是STM32F417的,但F4其他型号也适用(适用F4其他型号:关注微信,回复“修改型号”)。

STM32F4_TIM输入波形捕获(脉冲频率、占空比)实例:

https://yunpan.cn/cB2iknrjczWXe 访问密码 764c

STM32F4资料:

https://yunpan.cn/cR2pxqF5x2d9c 访问密码 53e7


Ⅲ、原理描述

笔者将捕获PWM波形简单画了一个示意图:


从上面的示意图可以看得出来我们需要捕获三个值(两个上升沿和中间的下降沿)。两个上升沿用于计算一个波形的周期(也就是可以计算其频率),因为捕获的“周期差值”就是脉冲数,而通过配置,我们可以知道每一个脉冲数的时间,这样就知道整个“周期差值”的时间。得到了“占空比差值”和“周期差值”,波形的占空比就得到了。


笔者将TIM分为三大块:时基部分、比较输出和输入捕获,请看下面截图“通用TIM框图”。


前面的文章已经将“时基部分”的一些基础知识讲述过了,“时基部分”的功能是比较有用的,它除了可以用来延时(定时)之外,它还可以拿来触发其他一些功能,如:触发DA转换、AD采集等。


上一篇文章讲述的就是图中比较输出部分,比较输出部分功能相对比较简单。


该文主要讲述“输入捕获”部分,这部分输入的通道1与2、通道3与4可以相互协作。该文只使用了TIM5的通道3,捕获输入信号频率。

通用TIM框图:


上面两图截取“STM32F4x5、x7参考手册”建议下载手册参看。


Ⅳ、源代码分析

笔者以F4标准外设库(同时也建议初学者使用官方的标准外设库)为基础建立的工程,主要以库的方式来讲述。

源代码很多地方都是和上一篇文章源代码相同,只修改了几个地方(其实主要就是增加了一路捕获占空比相关的配置):输入引脚的配置、TIM捕获配置及其中断、中断函数处理、主函数发送数据。

RCC、NVIC等这些容易忘记配置的地方都一样。

1.TIM输入捕获引脚配置


该函数位于timer.c文件下面;

主要增加了一路引脚。

注意2点:

A.引脚与通道对应:这个需要参看“数据手册”,该文TIM5通道3对应的引脚就是PA2.

B.复用配置:GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2, GPIO_AF_TIM5);

这个地方对于F1转F0、F4等的朋友需要注意,更加芯片系列及库的不同,他们之间存在一定的差异。

2.TIM输入捕获配置


该函数位于timer.c文件下面;

“时基部分”是在前面两篇文章讲述过的,这里主要对“输入捕获”部分理解,主要5个参数:

捕获通道:就是我们捕获的通道;

捕获极性:就是我们捕获脉冲的高还是低电平;

捕获选择:是直接捕获该通道,还是上面说的1,2通道协助捕获;

捕获分频:对捕获的脉冲分频;

捕获滤波:过滤掉波形;

3.计算捕获波形频率原理


该函数位于stm32f4xx_it.c文件下面;

该函数是TIM捕获波形的中断函数,同一个(TIM5)中断入口,有两个通道通道,也是计算频率和占空比重要的函数;

结合原理描述中“示意图”可以知道,我们需要捕获3个值:V0、V2和V1。

V0和V2是在通道3捕获:

capture_value0 = (uint32_t)(TIM5->CCR3);

capture_value2 = (uint32_t)(TIM5->CCR3);

V1在通道4捕获:
capture_value1 = (uint32_t)(TIM5->CCR4);

其中有一个标志位flag_capture是用于标志我们捕获的状态,我们捕获了V0将flag_capture= 1就是告诉程序我们要捕获V1 和 V2的值了。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    的超声波是利用555时基电路振荡产生的。其振荡频率计算式为f=1.43/((R 9+2·R 10)·C 5)。将R 10设计为可调电阻的目的是为了调节信号频率,使之与换能器的40kHz固有......
    叫做运算放大器。 6 振荡器 不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡......
    文氏桥振荡电路(OP07仿真):RC振荡电路研究; 介绍了使用OP07芯片构建的RC文氏桥振荡电路的工作原理,包括负反馈、正反馈、选频网络的概念。通过仿真分析,探讨了起振时间、振荡......
    电容具稳定作用或相当于负载电容等,都没有很深入地去进行理论分析。 另外一方面,很多爱好者都直接忽略了晶体旁边的这两个电容,他们认为按参考设计做就行了。但事实上,这是MCU的振荡电路,又称“三点式电容振荡电路......
    电容具稳定作用或相当于负载电容等,都没有很深入地去进行理论分析。 另外一方面,很多爱好者都直接忽略了晶体旁边的这两个电容,他们认为按参考设计做就行了。但事实上,这是MCU的振荡电路......
    孔被堵住则无法再喷出雾气,所以对水质要求较高。其功率较小,一般用于医疗雾化器、车载喷雾器、手持美容喷雾器等产品。 雾化器传统方案 工作原理:传统分离式元件方案的振荡电路基本都是如上图所示,方案......
    奇怪的扬声器振荡电路;这是一个从会议电话设备上拆卸下来的一个扬声器。 下面对于它的基本特性进行测试, 并最后验证一个 非常奇特电路[1] 的工作原理。 这个扬声器安装在一个塑料壳之内。本文......
    将电信号转换为电磁波并进行辐射。 2. 振荡电路振荡电路是产生RF信号的关键部分。它可以通过适当的选取元件和电路结构,在特定的频率下产生稳定的振荡信号。一旦信号被放大,它就可以用于射频能量的传输。 3......
    合适于各种数字IC的设计制造流程。 深入地分析这个皮尔斯振荡器的工作原理时,不妨把它表述成以下理想的电路形式:    模电知识告诉我们,当期望得到一个输出信号频率为的振荡电路时,这个电路在必须满足两个条件: 的环......
    设计方案 计步器由振荡电路、复位电路、显示电路以及按键电路几个部分组成,由电池进行供电。系统结构图如图1 所示。 图1 系统结构图 3 硬件的设计 3.1 振荡电路 AT89C51 单片机内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>