STM32CubeMX输入捕获测周法检测频率

STM32统计频率有许多种方式，有使用外部中断+定时器的方法，但是还有一种更加准确，可以计算占空比的方法。

即使用输入捕获来统计。

输入捕获的基本原理是通过检测TIMx_CHx上的边沿信号（如上升沿或下降沿），在边沿信号发生跳变时，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）中，从而完成一次捕获。此外，还可以配置捕获时是否触发中断或DMA等。

我们可以配置一个外部中断的中断回调函数，在中断回调函数中，我们可以计算两个脉冲的时间差来准确的计算脉冲的周期（频率）

这里我使用蓝桥杯的竞赛平台，STM32G431原理图中有两个NE555产生方波连接至PA15和PB4。

这里的PB4和PA15分别对应了TIM16的CHANNLE1和TIM8的CHANNLE1。

触发方式选择上升沿触发，这边定时器分频系数选择150-1,1us计数一次，最高计数65535即计数时间65.53ms，对应的最低频率为15HZ。

最高计数频率为1us即100KHZ,滤波系数选择0（因为不是按键没有杂波）

开启定时器中断。

这里的中断触发有两种可能：第一是计数器溢出导致的中断触发，第二种是检测到上升下降沿导致的中断触发。

由于我们的测量频率在我们的计数频率之内，所以我们不考虑计数溢出导致的中断触发。

这里分频系数也不能太高，我就干脆不分频了。

因为等会我们会清除计数器

struct Pre
{
  float HighTime;//高电平时间
  float LowTime;//低电平时间
  uint8_t CapStatus;//计算是否是第二次捕获
  float Frequent;//频率值
  float Time;
  uint8_t EndFlag;//捕获结束
  float Duty;//占空比
};


void GetFreq(struct Pre*pre,TIM_HandleTypeDef * htim,uint32_t Channel)
{
    if(!pre->EndFlag)
    {
      if(pre->CapStatus == 0)        //第一个上升沿
         {
           pre->CapStatus = 1;
           __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, Channel, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); //设置成下降沿触发
           __HAL_TIM_SetCounter(htim, 0);    //清空定时器计数值
           pre->HighTime = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, Channel);    //由第一个上升沿设为起始位置 
          }else if(pre->CapStatus == 1)    //第一个下降沿
          {
             pre->CapStatus = 2;
             pre->LowTime = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, Channel);    //低电平起始位置
             __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, Channel,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); //设置成上升沿触发
          }else if(pre->CapStatus == 2)    //第二个上升沿
          {
          pre->CapStatus = 0;
          pre->HighTime = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, Channel);
          //计算频率
          pre->Frequent = 1/pre->HighTime*100000;
          //计算占空比
          pre->Duty = (float)pre->LowTime / (pre->HighTime+1);
          pre->EndFlag = 1;
          }
    }

}

我们定义一个结构体存放计数值和频率值，之后写一个函数来计算频率值。

主要统计两个上升沿之间的时间。

    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim16);
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim16,TIM_CHANNEL_1);
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim16,TIM_IT_UPDATE);    //一定要开启TIM16的更新中断
      HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim8);
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim8,TIM_CHANNEL_1);
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim8,TIM_IT_UPDATE);    //一定要开启TIM8的更新中断

开启定时器计数以及使能中断。

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim==&htim8)
  {
    GetFreq(&pre1,htim,TIM_CHANNEL_1);
  }
}

输入捕获到频率检测。

      if(pre1.EndFlag)
      {
        sprintf(pr,"FreQuent:%.2f",pre1.Frequent);
        LCD_DisplayStringLine(Line4,pr);
        pre1.EndFlag = 0;
      }

如果检测结束则打印频率值。

我们可以看到理论最低频率为716.41HZ