STM32 基于外部时钟源的 PWM 测量

时钟配置（72MHz 系统时钟）、TIM2 PWM 输出（PA0，10Hz）保持不变；

TIM3 引脚仍为 PA6（CH1），但功能从「输入捕获」改为「外部时钟源输入」。

TIM3 外部时钟源配置

打开 CubeMX → 进入 TIM3 的「Configuration」界面；

第一步：配置从模式（Slave Mode）

点击「Slave Mode Configuration」标签；

Trigger Selection（触发源）：选择 TI1FP1（TIM3_CH1 引脚的滤波后信号，即 PWM 输入）；

Slave Mode（从模式）：选择 External Clock Mode 2（外部时钟模式 2，由触发源驱动计数器）；

Trigger Polarity（触发极性）：选择 Rising（上升沿触发计数，对应 PWM 的上升沿）；

Filter（滤波）：设为 0（无滤波，若 PWM 有噪声可设 1~15）；

Prescaler（分频）：设为 0（不分频，每个上升沿都计数）；

第二步：计数器基础配置

Counter Settings：

Counter Mode：Up（向上计数）；

Prescaler (PSC)：0（外部时钟源模式下，内部 PSC 失效，仅外部分频生效）；

Counter Period (ARR)：65535（16 位最大值，避免快速溢出）；

Auto-reload preload：Enabled；

第三步：启用 TIM3 更新中断（用于检测溢出 / 计数完成）

进入「NVIC Settings」→ 勾选 TIM3 global interrupt，优先级默认即可；

点击「OK」保存配置，重新生成代码。

复制代码

#include "tim.h"
#include "stdio.h"

// TIM3 外部时钟源相关变量
uint32_t tim3_counter = 0;       // TIM3计数器值
uint32_t pwm_period_ticks = 0;   // PWM周期对应的计数值
float pwm_frequency_ext = 0.0f;   // 外部时钟模式下的PWM频率
uint8_t tim3_overflow_flag = 0;  // TIM3溢出标志
uint32_t overflow_count_ext = 0; // 溢出次数


// TIM3全局中断处理函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
  // 处理HAL库默认中断
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
  
  // 检测更新中断（溢出/计数器归零）
  if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim3, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
  {
    __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim3, TIM_FLAG_UPDATE);
    overflow_count_ext++; // 溢出次数+1
    
    // 计算PWM周期（外部时钟源下，1个tick=1个PWM上升沿）
    // 若ARR=65535，溢出一次表示计数了65536个PWM周期
    pwm_period_ticks = 65536 * overflow_count_ext;
    // 10Hz PWM的理论计数值：1秒内计数10次 → 频率=计数次数/时间
    pwm_frequency_ext = (float)pwm_period_ticks / (overflow_count_ext * (65536.0f / 10.0f));
    
    // 重置标志（按需）
    tim3_overflow_flag = 1;
    overflow_count_ext = 0;
  }
}



int main(void)
{
  // 1. 基础初始化
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  MX_TIM3_Init();
  
  // 2. 启动TIM2 PWM输出（10Hz，PA0）
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
  __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 499); // 50%占空比
  
  // 3. 启动TIM3计数器（外部时钟源模式）
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); // 启动TIM3基础定时器+中断
  
  // 4. 主循环
  while (1)
  {
    // 读取TIM3当前计数值（即已捕获的PWM上升沿次数）
    tim3_counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3);
    
    // 溢出后打印结果
    if (tim3_overflow_flag)
    {
      printf("TIM3计数值：%lu，PWM频率：%.2f Hz\r\n", tim3_counter, pwm_frequency_ext);
      tim3_overflow_flag = 0;
    }
    
    // 实时打印计数值（每500ms）
    HAL_Delay(500);
    printf("当前计数值：%lu（溢出次数：%lu）\r\n", tim3_counter, overflow_count_ext);
  }
}

四、简化版：直接通过计数值计算频率
若只需测量 10Hz PWM（周期 100ms），可不用等溢出，直接在主循环计算：
c
运行
while (1)
{
  // 记录初始计数值和时间
  uint32_t start_cnt = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3);
  uint32_t start_tick = HAL_GetTick();
  
  // 延时1秒（10Hz PWM应计数10次）
  HAL_Delay(1000);
  
  // 记录结束计数值和时间
  uint32_t end_cnt = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3);
  uint32_t end_tick = HAL_GetTick();
  
  // 计算实际计数次数（考虑溢出）
  uint32_t cnt_diff = end_cnt - start_cnt + (overflow_count_ext * 65536);
  // 计算频率 = 计数次数 / 实际时间（秒）
  pwm_frequency_ext = (float)cnt_diff / ((end_tick - start_tick) / 1000.0f);
  
  printf("1秒内计数：%lu次，PWM频率：%.2f Hz\r\n", cnt_diff, pwm_frequency_ext);
  
  // 重置溢出计数
  overflow_count_ext = 0;
}

硬件接线：必须将 TIM2_CH1（PA0）与 TIM3_CH1（PA6）短接，PWM 信号才能输入到 TIM3 作为外部时钟；

触发极性选择：若选Rising则按上升沿计数，选Falling则按下降沿计数，需与 PWM 的有效边沿匹配；

外部时钟模式区别：

外部时钟模式 1：由 TRGI 触发计数器启动 / 停止；

外部时钟模式 2：由 TRGI 直接驱动计数器计数（推荐用于 PWM 时钟源）；

计数精度：外部时钟模式下，TIM3 的计数精度完全由 PWM 信号的边沿决定，无内部时钟分频误差。

总结

CubeMX 核心配置：TIM3 选择「External Clock Mode 2」，触发源设为 TI1FP1（TIM3_CH1），触发极性为上升沿，启用更新中断；

代码逻辑：启动 TIM3 基础定时器 + 中断，通过计数器值 / 溢出次数计算 PWM 频率（10Hz PWM 每秒应计数 10 次）；

优势：相比输入捕获，外部时钟源模式无需逐边沿捕获，直接通过计数次数反映 PWM 频率，更简洁且抗干扰性更强。