摘要：利用定時器產生PWM波。然后利用32的外部中斷和定時器來測量32輸出的波形硬件：STM32F103C8T6核心板、示波器、串口調試助手所用到的的引腳為PA8和PA0。 測量方案：在第一次外部中斷(上升沿觸發)到之時，開啟定時器，同時計數器清零。然后等待第二次中斷到來，在第二次外部中斷(上升沿觸發)到之時，獲取計數器的計數值，同時關閉計數器。因為知道了計數器計數一個數的時間，所以在第二次外部中斷(上升沿觸發)到之時，獲取計數器的計數值，通過這個值就知道一個脈沖的時間周期。時間周期的倒數就是外部信號的頻率。

一、利用TIM1的CH1產生PWM波

pwm.c

#include"pwm.h" voidTIM1_PWM_Init(u16arr,u16psc) { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIO外設時鐘使能 //設置該引腳為復用輸出功能,輸出TIM1CH1的PWM脈沖波形 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//TIM_CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//復用推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;//輸出PWM的頻率為200000/100=2000HZ=2K實際示波器測量2.00055K TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;//驅動(單片機提供給)計數器的時鐘是72000000/360=200kHZ TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//設置時鐘分割:TDTS=Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上計數模式 TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseStructure);//根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;//選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//比較輸出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=3600;//設置待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值這個值要為arr：自動重裝值的一半，占空比才為50% TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//輸出極性:TIM輸出比較極性高 TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);//根據TIM_OCInitStruct中指定的參數初始化外設TIMx TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);//MOE主輸出使能 TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);//CH1預裝載使能 TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);//使能TIMx在ARR上的預裝載寄存器 TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);//使能TIM1 } pwm.h

#ifndef__PWM_H #define__PWM_H #include"sys.h" voidTIM1_PWM_Init(u16arr,u16psc); #endif main.c

#include"delay.h" #include"sys.h" #include"pwm.h" intmain(void) { delay_init();//延時函數初始化 //10k7199 //20k3599 //8k8999 TIM1_PWM_Init(7199,0);//不分頻，輸出PWM頻率=72000K/(7199+1)=10Khz while(1) { } } 定時器1的通道1對應的是PA8引腳，連接示波器可以測出波形

二、將PA8與PA0相連接

這里利用PA8輸出的PWM波形讓PA0外部中斷引腳測量。

三、外部中斷和定時器測量頻率

在配置定時器時最重要的就是配置定時器的預分頻系數和重裝載值。定時器的本質就是一個計數器，計數到我們設定的值后就會溢出，也就是重新從0開始開始計數。設置預分頻系數就是設置計數器的頻率，假設為71，F1的系統時鐘為72M，經過72分頻，給計數器的時鐘頻率就是1M,周期就是1/1M=1us。也是就1us計一個數。那么計幾個數呢？這就要看重裝載值ARR，這里我們設置為0XFFFF，也就是計數65536個數，就是計滿整個寄存器的值。為什么要分頻系數為72，重裝載值為0XFFFF？這里給出詳細的分析過程。 1 為什么要分頻系數為72 F1的系統時鐘為72M，F1的系統時鐘為72M，如果不分頻的話，提供給定時器的時鐘就直接是72MHZ。72MHz是個什么概念？72MHz它對應的周期就是(1/72000000)秒，也就是計數器從0計數到最大值65535，只需要花費(65535/72000000)秒≈1ms。這句話的意思就是如果你不分頻，計數器最大只能定時1ms。那么你的定時器每隔1ms就會溢出一次。如果經過72分頻，給計數器的時鐘頻率就是1M,周期就是1/1M=1us，也是就1us計一個數。換句話就是可以采樣的波形頻率為1M，提高了采樣頻率。另一方面也是容易計算，計一個數1us，計count個數就是count個us，頻率就是1000000/count(HZ)。 2 為什么要重裝載值為0XFFFF 最大采樣間隔是跟定時器的中斷間隔相關的，定時器產生溢出中斷后計數值CNT會自動清0，定時器的中斷間隔由分頻系數Prescaler和自動重裝載寄存器Period決定，分頻系數前面已經確定，那最大采樣間隔只需要考慮自動重裝載寄存器Period的設置，比如頻分析系數71，自動重裝寄存器值65535，則中斷間隔=65536/72000000/72=65.536ms，即最大采樣間隔65.536ms，如果65.536ms內沒有檢測到一個脈沖，則這么設定間隔是不合理的，必須想辦法犧牲最小的采樣時間1us(擴大分頻系數)或者擴大自動重裝寄存器值(16位<65535)來增加定時器中斷間隔，也可以編寫自己的應用函數來計算溢出的定時時間。 一般來說我們使用外部中斷是不需要用到定時器的，看原子和野火的外部中斷實驗也沒有用到外部中斷。但是現在不是利用外部中斷簡單的處理一件事，而是利用外部中斷測量頻率，而測頻率就涉及到時間，而只要涉及到時間，就需要用到定時器了。測量外部信號的頻率，就是測量PWM波對吧！如果我們測量到一個周期的時間，那么不就知道了信號的頻率了嗎？ 測量方案：在第一次外部中斷(上升沿觸發)到之時，開啟定時器，同時計數器清零。然后等待第二次中斷到來，在第二次外部中斷(上升沿觸發)到之時，獲取計數器的計數值，關閉計數器。因為我們知道了計數器計數一個數的時間，所以我們到在第二次外部中斷(上升沿觸發)到之時，獲取計數器的計數值，通過這個值就知道一個脈沖的時間周期。時間周期的倒數就是外部信號的頻率。

具體代碼如下：

voidEXTI0_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//清除EXTI0線路掛起位 if(CaptureNumber==0)//第1次上升沿觸發 { TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定時器2 TIM_SetCounter(TIM2,0);//清零計數器的值，因為一開始就開始計數了 CaptureNumber++; } elseif(CaptureNumber==1)//第2次上升沿觸發 { TimeCntValue=TIM_GetCounter(TIM2); Capture=TimeCntValue; CaptureNumber=0; TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//使能定時器2 } } } intmain(void) { floatx; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); delay_init(); uart_init(115200); TIM2_Init(); TIM1_PWM_Init(7199,0);//不分頻,輸出PWM頻率=72000K/(7199+1)=10Khz EXTIA0_Init(); while(1) { printf("Fre=%.2fkHz ",1000000/Capture); delay_ms(1000); } } 當然你可能覺得這只是測量信號的一個周期脈沖不夠準確，那么也可以測量100次脈沖的時間再除以100，就是一個脈沖的時間，然后再取倒數就可以算出頻率，這種方法也是可以的。具體代碼如下：

voidEXTI0_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//清除EXTI0線路掛起位 if(CaptureNumber==0)//第1次上升沿觸發 { TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定時器2 TIM_SetCounter(TIM2,0);//清零計數器的值，因為一開始就開始計數了 CaptureNumber++; } elseif(CaptureNumber>0&&CaptureNumber<100) ??{? ???TimeCntValue0?=?TIM_GetCounter(TIM2);??? ???CaptureNumber++; ??? ??} ??else?if(CaptureNumber==100)//第100次上升沿觸發 ??{??? ???TimeCntValue?=?TIM_GetCounter(TIM2); ???Capture?=?TimeCntValue/100; ???CaptureNumber?=?0;? ???TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//使能定時器2???? ??} ?}? } int?main(void) {? ?float?x; ?NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); ?delay_init();? ?uart_init(115200);??? ?TIM2_Init(); ?TIM1_PWM_Init(7199,0);??//不分頻,輸出PWM頻率=72000K/(7199+1)=10Khz ?EXTIA0_Init(); ?while(1) ?{ ??printf("Fre=%.2f?kHz ",1000000/Capture); ??delay_ms(1000);? ?} } 程序流程圖

串口打印結果

當然測量信號頻率的方法可以直接利用TIM的輸入捕獲的方法就可以實現。用外部中斷只是另一種測量方案，具體用哪一種還要看具體情況。