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STM32定时器的输入捕获模式（测量PWM的周期与占空比）

news 2025/10/28 7:39:19

1. STM32输入比较模式的使用

stm32的输入比较模式常用于测量PWM信号的周期和占空比，其系统的架构图如图1所示

图1 STM32通用定时器输入捕获模式的架构

如图所示，通用定时器有4个通道，每个通道输入的信号经过滤波以后可以输入到两个捕获/比较寄存器。以通道1所示，TI1信号经过滤波以后，可以产生TI1FP1直连输入到CCR1,也可作为TIFP2映射到CCR2。

在捕获比较模式中，为了测量PWM的周期与占空比做以下设置，如图2所示：

图2 stm32的测量PWM信号周期与占空比

在第一个上升沿的时候，将CCR1和CCR2都清0，接下来在下降沿将计数器CNT的值存入CCR1,那么CCR1中的计数器值N1*时间基准t就是高电平所占的时间；

随后在下一个上升沿的时候，将计数器的值存入CCR2寄存器，那么CCR的值*时间基准t就是周期，所以占空比

$duty=\frac{CCR1}{CCR2}$

2. STM32输入比较模式的代码

2.1 初始化代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header/*** 函    数：输入捕获初始化* 参    数：无* 返 回 值：无*/
void IC_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);			//开启TIM3的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟/*GPIO初始化*/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);							//将PA6引脚初始化为上拉输入/*配置时钟源*/TIM_InternalClockConfig(TIM3);		//选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;               //计数周期，即ARR的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;               //预分频器，即PSC的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //重复计数器，高级定时器才会用到TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);             //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元/*PWMI模式初始化*/TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;							//定义结构体变量TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;				//选择配置定时器通道1TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;							//输入滤波器参数，可以过滤信号抖动TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;		//极性，选择为上升沿触发捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;			//捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;	//输入信号交叉，选择直通，不交叉TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);						//将结构体变量交给TIM_PWMIConfig，配置TIM3的输入捕获通道//此函数同时会把另一个通道配置为相反的配置，实现PWMI模式/*选择触发源及从模式*/TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);					//触发源选择TI1FP1TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);					//从模式选择复位//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);			//使能TIM3，定时器开始运行
}/*** 函    数：获取输入捕获的频率* 参    数：无* 返 回 值：捕获得到的频率*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);		//测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}/*** 函    数：获取输入捕获的占空比* 参    数：无* 返 回 值：捕获得到的占空比*/
uint32_t IC_GetDuty(void)
{return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);	//占空比Duty = CCR2 / CCR1 * 100，这里不执行+1的操作也可
}