零基础STM32单片机编程入门(八)定时器PWM输入实战含源码视频

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一.概要

脉冲宽度调制(PWM)，是英文"Pulse Width Modulation"的缩写，简称脉宽调制，是利用单片机数字输出（1或0）来对外部模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

在闭环控制系统中，通过实时监测PWM信号的频率变化，可以及时做出反馈调整，保证系统稳定工作。对于外部输入的PWM信号，需要获取其精确的频率值来匹配内部PWM模块，实现精准同步或者解码其他信息。当PWM信号出现异常（如频率超出预设范围），可以通过输入捕获快速检测并采取相应的保护措施，所以研究PWM输入也有意义。

二.PWM输入框架图

定时器部分框图如下，其中PWM相关的主要是基本定时器和PWM输入控制部分。

PWM输入检测部分信号流向

该模式是输入捕获模式的一个特例，除下列区别外，操作与输入捕获模式相同：

● 两个ICx信号被映射至同一个TIx输入。

● 这2个ICx信号为边沿有效，但是极性相反。

● 其中一个TIxFP信号被作为触发输入信号，而从模式控制器被配置成复位模式。

如下图所示：

TI1为输入PWM波信号波形，TIMx_CNT为计数器计数值，当第一个下降沿信号到来，IC2会先进行捕获，然后到下一个上升沿到来，IC1进行捕获！在捕获的同时，IC1和IC2会把CNT的值映射到对应的CCR1、CCR2的寄存器里面，这个值就是我们需要的计数值！

那么我们所需测量的周期就是IC1捕获的值，脉冲宽度即为IC2测量的值。

三.CubeMX配置一个PWM输入例程

1.硬件准备

STLINK接STM32F103C8T6小系统板，STLINK接电脑USB口。

2.创建工程

打开STM32CubeMX软件,新建工程

Part Number处输入STM32F103C8，再双击就创建新的工程

配置下载口引脚

配置外部晶振引脚

配置系统主频

配置TIM1，1ms定时器，TIM1内部时钟是72MHZ，72分频就是1MHZ,计数1000次归零，计数时间就是1ms，脉冲宽度是500us,根据上述配置，PWM波频率就是1KHZ，占空比就是50%。

配置定时器3通道2为PWM输入引脚，TI2FP2触发，CH2采样上升沿，CH1采样下降沿

定时器3中断使能

配置工程文件名，保存路径，KEIL5工程输出方式

生成工程

用Keil5打开工程

增加代码

主要代码

c 复制代码

/* Duty Cycle Value */
__IO uint32_t            TempDutyCycle = 0,DutyCycle;//占空比
/* Frequency Value */
__IO uint32_t            TempFrequency = 0,Frequency;//频率
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
 if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
  {
    /* Get the Input Capture value */
    TempDutyCycle = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);//捕捉占空比

  }
	 if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
  {
    /* Get the Input Capture value */
    TempFrequency = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);//捕捉周期

  }
  /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,
            the HAL_TIM_IC_CaptureCallback could be implemented in the user file
   */
}

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)//启动定时器通道1，PWM输出
  {
    /* PWM generation Error */
    while(1);
  }
	if (HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)//使能TIM3通道2捕捉
  {
    /* Starting Error */
    while(1);  
	}
  if (HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)//使能TIM3通道1捕捉
  {
    /* Starting Error */
    while(1);
  }
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
		HAL_Delay(1000);//等待1秒
		if(TempFrequency!=0)
		{
		Frequency=1000000/TempFrequency;
		DutyCycle=TempDutyCycle*100/TempFrequency;
			
		}

    /* USER CODE BEGIN 3 */

  }
  /* USER CODE END 3 */
}

3.调试

用杜邦线把板子的PA7和PA8连接起来，这样PA8引脚输出的PWM波，就能被PA7采集到。

进入调试模式，把Frequency跟DutyCycle放入到Watch窗口，就能看到PWM输入的信号的周期跟占空比

四.CubeMX工程源代码下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1gq_kl9D9f6LEp5Ng4jZG4Q

提取码：ryf8

如果链接失效，可以联系博主给最新链接

程序下载下来之后解压就行

五.讲解视频链接地址

PWM输入讲解视频

六.小结

PWM输入虽然没有PWM输出使用那么广泛，但通过PWM信号进行两个设备之间握手已经很普遍的使用，比如新能源充电枪之间握手等应用。