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一、知识点
1、ic（input capture）输入捕获
2、通用定时器结构
（1）输出比较的执行逻辑
（2）四个输入捕获和输出比较通道
（3）输入捕获的执行流程和输出比较的区别
（4）输入捕获的作用
（5）输入捕获通道
（6）pwmi模式：同时测量频率和占空比
（7）主从触发模式：实现硬件全自动测量
3、测频法和测周法测量频率
（1）测频法和测周法的原理
测频率法：定义一个t，如1s，在1s的时间内，有多少个周期，就是多少hz
测周法：周期的倒数就是频率，测出一个周期的时间，再取倒数，就是频率（测量时间的方法：定时器计次，使用一个已知频率fc的计次时钟，来驱动计数器，从一个上升沿开始计，计数器从0开始，一直计到下一个上升沿，停止，计一个数的时间是1/fc,计n个数，时间就是n/fc，n/fc就是周期，再取一个倒数，就得到公式fx=fc/n）
中界频率：测频率法的n=测周法的n，两者误差相等。
（2）测频法和测周法的选择
此时，当待测信号小于中界频率时，用测周法，当大于中界频率时，用测频法
（3）测频法和测周法的比较
测频法适合高频信号（因为若n很小，误差会很大），若闸门时间选为1s，那么每隔1s才能出结果，结果比较慢
测周法适合测量低频信号（周期比较长，计次就会比较多，有助于减少误差），测一个周期就能出现结果，而一般待测信号频率都比较大，故结果更新较快
（4）测频法和测周法的实现
a、测频法的思路：之前的对射式红外传感器计次计次，每来一个上升沿计次1，再用有一个定时器，每隔1s中断，再中断中，每隔1s取一次计次值，同时清0计次，为下一次做准备，这样每次读取的计次值就是频率
定时器外部时钟也同理，每隔1s取一次计次，就能实现
b、测周法:测量两个上升沿的时间（见本次代码）
4、主从触发模式
5、结构
（1）捕获输出基本结构
（2）pwmi基本结构
占空比：ccr2/ccr1
二、输入捕获模式测频率
1、原理图
2、改变pwm频率
tim_timebaseinitstructure.tim_period = 100 - 1; //arr
tim_timebaseinitstructure.tim_prescaler = 720 - 1; //psc
tim_ocinitstructure.tim_pulse = 0; //ccr
这代码中，因为arr=100,所以ccr的值为占空比（该电平在周期的比例）
3、单独修改psc的函数
void pwm_setprescaler(uint16_t prescaler)
{
//第三个参数指定定时器预分屏器的重装模式
//第一个 tim_pscreloadmode_update,预分频器在更新事件重装//等待周期结束
// 第二个tim_pscreloadmode_immediate预分频器立即重装//可能一个周期没结束就切换
tim_prescalerconfig(tim2, prescaler, tim_pscreloadmode_immediate);
}4、设置1000hz，占空比为50%
pwm_setprescaler(720 - 1); //freq = 72m / (psc + 1) / 100 //1000hz
pwm_setcompare1(50); //duty = ccr / 100 //占空比为50%5、工作步骤
6、ccr
7、 代码
(1)ic.c
#include "stm32f10x.h" // device header
void ic_init(void)
{
//tim3
rcc_apb1periphclockcmd(rcc_apb1periph_tim3, enable);
rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_gpioa, enable);
gpio_inittypedef gpio_initstructure;
gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_ipu;//上拉模式
gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_6;//pa6
gpio_initstructure.gpio_speed = gpio_speed_50mhz;
gpio_init(gpioa, &gpio_initstructure);
tim_internalclockconfig(tim3);//tim3
tim_timebaseinittypedef tim_timebaseinitstructure;
tim_timebaseinitstructure.tim_clockdivision = tim_ckd_div1;
tim_timebaseinitstructure.tim_countermode = tim_countermode_up;//向上计数
tim_timebaseinitstructure.tim_period = 65536 - 1; //arr最好大一些，防止溢出
tim_timebaseinitstructure.tim_prescaler = 72 - 1; //psc这个值决定了测周法的标准频率fc=1m
tim_timebaseinitstructure.tim_repetitioncounter = 0;
tim_timebaseinit(tim3, &tim_timebaseinitstructure);//tim3
//第四步：配置输入捕获单元
tim_icinittypedef tim_icinitstructure;
tim_icinitstructure.tim_channel = tim_channel_1;//选择通道1
tim_icinitstructure.tim_icfilter = 0xf;//数越大，滤波效果越好，滤波器计次不会改变信号原有的频率，一般滤波器的采样频率会远高于信号频率
tim_icinitstructure.tim_icpolarity = tim_icpolarity_rising;//上升沿触发
tim_icinitstructure.tim_icprescaler = tim_icpsc_div1;//分频器对信号本身进行计次，会改变频率。此处不分频
tim_icinitstructure.tim_icselection = tim_icselection_directti;//直连通道
tim_icinit(tim3, &tim_icinitstructure);
//第五步：选择重模式的触发源
tim_selectinputtrigger(tim3, tim_ts_ti1fp1);
//选择触发之后执行的操作
tim_selectslavemode(tim3, tim_slavemode_reset);
//使能
tim_cmd(tim3, enable);
}
uint32_t ic_getfreq(void)
{
//fc除n（fc，标准频率=72m/预分频系数）
return 1000000 / (tim_getcapture1(tim3) + 1);
}
(2)mian.c
#include "stm32f10x.h" // device header
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "pwm.h"
#include "ic.h"
int main(void)
{
oled_init();
pwm_init();
ic_init();
oled_showstring(1, 1, "freq:00000hz");
pwm_setprescaler(720 - 1); //freq = 72m / (psc + 1) / 100 //1000hz
pwm_setcompare1(50); //duty = ccr / 100 //占空比为50%
while (1)
{
oled_shownum(1, 6, ic_getfreq(), 5);
}
}
三、pwmi模式频率占空比
1、ic.c中不一样的地方
//该函数会自动把剩下的一个通道初始化成相反的配置，第一个是通道1，直连、上升沿
//第二个是通道2，交叉、下降沿
tim_pwmiconfig(tim3, &tim_icinitstructure);
uint32_t ic_getduty(void)
{
return (tim_getcapture2(tim3) + 1) * 100 / (tim_getcapture1(tim3) + 1);
}
2、ic.c
#include "stm32f10x.h" // device header
void ic_init(void)
{
rcc_apb1periphclockcmd(rcc_apb1periph_tim3, enable);
rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_gpioa, enable);
gpio_inittypedef gpio_initstructure;
gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_ipu;
gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_6;
gpio_initstructure.gpio_speed = gpio_speed_50mhz;
gpio_init(gpioa, &gpio_initstructure);
tim_internalclockconfig(tim3);
tim_timebaseinittypedef tim_timebaseinitstructure;
tim_timebaseinitstructure.tim_clockdivision = tim_ckd_div1;
tim_timebaseinitstructure.tim_countermode = tim_countermode_up;
tim_timebaseinitstructure.tim_period = 65536 - 1; //arr
tim_timebaseinitstructure.tim_prescaler = 72 - 1; //psc
tim_timebaseinitstructure.tim_repetitioncounter = 0;
tim_timebaseinit(tim3, &tim_timebaseinitstructure);
tim_icinittypedef tim_icinitstructure;
tim_icinitstructure.tim_channel = tim_channel_1;
tim_icinitstructure.tim_icfilter = 0xf;
tim_icinitstructure.tim_icpolarity = tim_icpolarity_rising;
tim_icinitstructure.tim_icprescaler = tim_icpsc_div1;
tim_icinitstructure.tim_icselection = tim_icselection_directti;
//该函数会自动把剩下的一个通道初始化成相反的配置，第一个是通道1，直连、上升沿
//第二个是通道2，交叉、下降沿
tim_pwmiconfig(tim3, &tim_icinitstructure);
tim_selectinputtrigger(tim3, tim_ts_ti1fp1);
tim_selectslavemode(tim3, tim_slavemode_reset);
tim_cmd(tim3, enable);
}
uint32_t ic_getfreq(void)
{
return 1000000 / (tim_getcapture1(tim3) + 1);
}
uint32_t ic_getduty(void)
{
return (tim_getcapture2(tim3) + 1) * 100 / (tim_getcapture1(tim3) + 1);
}
3、main.c
#include "stm32f10x.h" // device header
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "pwm.h"
#include "ic.h"
int main(void)
{
oled_init();
pwm_init();
ic_init();
oled_showstring(1, 1, "freq:00000hz");
oled_showstring(2, 1, "duty:00%");
pwm_setprescaler(720 - 1); //freq = 72m / (psc + 1) / 100
pwm_setcompare1(50); //duty = ccr / 100
while (1)
{
oled_shownum(1, 6, ic_getfreq(), 5);
oled_shownum(2, 6, ic_getduty(), 2);
}
}
四、知识点
测频率的性能
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