蓝桥杯嵌入式外设开发记录 - PWM输出 & 输入捕获

蓝桥杯嵌入式外设开发记录 - PWM输出 & 输入捕获

基本信息

项目	内容
开发板型号	CT117E (STM32G431RBT6)
开发环境	STM32CubeMX 6.6.1, Keil uVision5 MDK 5.38
记录日期	2025-03-04

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1. PWM波的输出

1.1 CubeMX 配置

PWM频率计算公式：

\(f = \frac{f_{\text{system}}}{(ARR + 1)(PSC + 1)}\) PWM周期计算公式： \(T = \frac{1}{f} = \frac{(ARR + 1)(PSC + 1)}{f_{\text{system}}}\) 占空比计算公式： \(\text{DutyCycle} = \frac{CCR}{ARR + 1}\)

1.2 初始化代码

启动PWM波：

以下代码用于启动定时器2的通道2的PWM输出。

HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);

修改占空比：

以下代码直接修改定时器2的CCR2寄存器值，从而改变PWM的占空比。

TIM2->CCR2 = 500;

2. 输入捕获

2.1 CubeMX 配置

频率计算公式： \(f = \frac{f_{\text{sys}}}{(PSC + 1) \times \text{capture\_value}}\)

2.2 初始化代码

启动输入捕获中断：

以下代码用于启动定时器17的通道1的输入捕获，并使能中断。

HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim17, TIM_CHANNEL_1);

输入捕获中断回调函数：

以下代码展示了输入捕获中断回调函数 HAL_TIM_IC_CaptureCallback 的实现。该函数在每次捕获事件发生时被调用。

uint32_t Fre, capture_value;

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim->Instance == TIM17) {
        capture_value = htim->Instance->CCR1;
        TIM17->CNT = 0; // 重置计数器
        Fre = 1000000 / capture_value; // 计算频率
    }
}

2.3 捕获NE555信号发生器信号

输入捕获中断回调函数示例 (针对TIM2和TIM16)：

以下代码展示了如何针对不同的定时器（TIM2 和 TIM16）编写输入捕获中断回调函数。注意，此处的频率计算公式 TIMx_Fre = 80000000/(80*TIMx_capture_value) 依赖于特定的预分频系数和系统时钟频率。

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim->Instance == TIM2) {
        TIM2_capture_value = TIM2->CCR1;
        TIM2->CNT = 0;
        TIM2_Fre = 80000000 / (80 * TIM2_capture_value);
        HAL_TIM_IC_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
    }
    if (htim->Instance == TIM16) {
        TIM16_capture_value = TIM16->CCR1;
        TIM16->CNT = 0;
        TIM16_Fre = 80000000 / (80 * TIM16_capture_value);
        HAL_TIM_IC_Start(&htim16, TIM_CHANNEL_1);
    }
}

2.4 测量占空比

// 输入捕获中断回调函数，当TIM的输入捕获事件触发时由HAL库调用
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    // 判断触发中断的定时器是否为TIM2
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        // 判断触发中断的通道是否为通道1
        if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
        {
            // 获取通道1的捕获值（通常对应上升沿捕获）
            TIM2_capture_value = TIM2->CCR1;

            // 重置TIM2计数器，为下次测量做准备
            TIM2->CNT = 0 ;

            // 计算信号频率
            TIM2_Fre = 1000000/TIM2_capture_value;

            // 计算占空比：用下降沿值除以上升沿周期值，转换为百分比
            duty = ((float)TIM2_capture_value_fall/(float)TIM2_capture_value)*100;
        }
        // 判断触发中断的通道是否为通道2
        else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
        {
            // 获取通道2的捕获值（通常对应下降沿捕获）
            TIM2_capture_value_fall = TIM2->CCR2;
        }

        // 重新启动通道1和通道2的输入捕获（HAL库捕获后会自动停止通道）
        HAL_TIM_IC_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
        HAL_TIM_IC_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);

    }
}