摘要：利用定時(shí)器產(chǎn)生PWM波。然后利用32的外部中斷和定時(shí)器來(lái)測(cè)量32輸出的波形硬件：STM32F103C8T6核心板、示波器、串口調(diào)試助手所用到的的引腳為PA8和PA0。測(cè)量方案：在第一次外部中斷（上升沿觸發(fā)）到之時(shí)，開(kāi)啟定時(shí)器，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零。然后等待第二次中斷到來(lái)，在第二次外部中斷（上升沿觸發(fā)）到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，同時(shí)關(guān)閉計(jì)數(shù)器。因?yàn)橹懒擞?jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一個(gè)數(shù)的時(shí)間，所以在第二次外部中斷（上升沿觸發(fā)）到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，通過(guò)這個(gè)值就知道一個(gè)脈沖的時(shí)間周期。時(shí)間周期的倒數(shù)就是外部信號(hào)的頻率。

一、利用TIM1的CH1產(chǎn)生PWM波pwm.c

#include “pwm.h” void TIM1_PWM_Init（u16 arr，u16 psc） { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_TIM1， ENABLE）; RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA ， ENABLE）; //使能GPIO外設(shè)時(shí)鐘使能 //設(shè)置該引腳為復(fù)用輸出功能，輸出TIM1 CH1的PWM脈沖波形

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復(fù)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200 000/100=2 000 HZ=2K 實(shí)際示波器測(cè)量

2.00055K TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //驅(qū)動(dòng)（單片機(jī)提供給）計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘是72 000 000/36 0=200kHZ TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時(shí)鐘分割：TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上計(jì)數(shù)模式 TIM_TimeBaseInit（TIM1， &TIM_TimeBaseStructure）; //根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時(shí)器模式：TIM脈沖寬度調(diào)制模式2

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 3600; //設(shè)置待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值 這個(gè)值要為arr：自動(dòng)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(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIMx

TIM_CtrlPWMOutputs（TIM1，ENABLE）; //MOE 主輸出使能 TIM_OC1PreloadConfig（TIM1， TIM_OCPreload_Enable）; //CH1預(yù)裝載使能 TIM_ARRPreloadConfig（TIM1， ENABLE）; //使能TIMx在ARR上的預(yù)裝載寄存器 TIM_Cmd（TIM1， ENABLE）; //使能TIM1 }pwm.h

#ifndef __PWM_H #define __PWM_H #include “sys.h” void TIM1_PWM_Init（u16 arr，u16 psc）; #endifmain.c

#include “delay.h” #include “sys.h” #include “pwm.h” int main（void） { delay_init（）; //延時(shí)函數(shù)初始化 //10k 7199 //20k 3599 //8k 8999 TIM1_PWM_Init（7199，0）; //不分頻，輸出PWM頻率=72000K/（7199+1）=10Khz while（1） { } }定時(shí)器1的通道1對(duì)應(yīng)的是PA8引腳，連接示波器可以測(cè)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(cè)量。

三、外部中斷和定時(shí)器測(cè)量頻率在配置定時(shí)器時(shí)最重要的就是配置定時(shí)器的預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值。定時(shí)器的本質(zhì)就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)到我們?cè)O(shè)定的值后就會(huì)溢出，也就是重新從0開(kāi)始開(kāi)始計(jì)數(shù)。設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)就是設(shè)置計(jì)數(shù)器的頻率，假設(shè)為71，F(xiàn)1的系統(tǒng)時(shí)鐘為72M，經(jīng)過(guò)72分頻，給計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率就是1M，周期就是1/1M=1us。也是就1us計(jì)一個(gè)數(shù)。那么計(jì)幾個(gè)數(shù)呢？這就要看重裝載值A(chǔ)RR，這里我們?cè)O(shè)置為0XFFFF，也就是計(jì)數(shù)65536個(gè)數(shù)，就是計(jì)滿整個(gè)寄存器的值。為什么要分頻系數(shù)為72，重裝載值為0XFFFF？這里給出詳細(xì)的分析過(guò)程。

1 為什么要分頻系數(shù)為72F1的系統(tǒng)時(shí)鐘為72M，F(xiàn)1的系統(tǒng)時(shí)鐘為72M，如果不分頻的話，提供給定時(shí)器的時(shí)鐘就直接是72MHZ。72MHz是個(gè)什么概念？72MHz它對(duì)應(yīng)的周期就是（1/72000000）秒，也就是計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到最大值65535，只需要花費(fèi)（65535/72000000）秒≈1ms。這句話的意思就是如果你不分頻，計(jì)數(shù)器最大只能定時(shí)1ms。那么你的定時(shí)器每隔1ms就會(huì)溢出一次。如果經(jīng)過(guò)72分頻，給計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率就是1M，周期就是1/1M=1us，也是就1us計(jì)一個(gè)數(shù)。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(jì)算，計(jì)一個(gè)數(shù)1us，計(jì)count個(gè)數(shù)就是count個(gè)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(shí)器的中斷間隔相關(guān)的，定時(shí)器產(chǎn)生溢出中斷后計(jì)數(shù)值CNT會(huì)自動(dòng)清0，定時(shí)器的中斷間隔由分頻系數(shù)Prescaler和自動(dòng)重裝載寄存器Period決定，分頻系數(shù)前面已經(jīng)確定，那最大采樣間隔只需要考慮自動(dòng)重裝載寄存器Period的設(shè)置，比如頻分析系數(shù)71，自動(dòng)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(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到一個(gè)脈沖，則這么設(shè)定間隔是不合理的，必須想辦法犧牲最小的采樣時(shí)間1us（擴(kuò)大分頻系數(shù)）或者擴(kuò)大自動(dòng)重裝寄存器值（16位《65535）來(lái)增加定時(shí)器中斷間隔，也可以編寫(xiě)自己的應(yīng)用函數(shù)來(lái)計(jì)算溢出的定時(shí)時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)我們使用外部中斷是不需要用到定時(shí)器的，看原子和野火的外部中斷實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有用到外部中斷。但是現(xiàn)在不是利用外部中斷簡(jiǎn)單的處理一件事，而是利用外部中斷測(cè)量頻率，而測(cè)頻率就涉及到時(shí)間，而只要涉及到時(shí)間，就需要用到定時(shí)器了。測(cè)量外部信號(hào)的頻率，就是測(cè)量PWM波對(duì)吧！如果我們測(cè)量到一個(gè)周期的時(shí)間，那么不就知道了信號(hào)的頻率了嗎？

測(cè)量方案：在第一次外部中斷（上升沿觸發(fā)）到之時(shí)，開(kāi)啟定時(shí)器，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零。然后等待第二次中斷到來(lái)，在第二次外部中斷（上升沿觸發(fā)）到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，關(guān)閉計(jì)數(shù)器。因?yàn)槲覀冎懒擞?jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一個(gè)數(shù)的時(shí)間，所以我們到在第二次外部中斷（上升沿觸發(fā)）到之時(shí)，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，通過(guò)這個(gè)值就知道一個(gè)脈沖的時(shí)間周期。時(shí)間周期的倒數(shù)就是外部信號(hào)的頻率。

具體代碼如下：

void EXTI0_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(fā) { TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;//使能定時(shí)器2 TIM_SetCounter（TIM2，0）; //清零計(jì)數(shù)器的值，因?yàn)橐婚_(kāi)始就開(kāi)始計(jì)數(shù)了 CaptureNumber++; }

else if（CaptureNumber==1）//第2次上升沿觸發(fā) { TimeCntValue = TIM_GetCounter（TIM2）; Capture = TimeCntValue; CaptureNumber = 0; TIM_Cmd（TIM2，DISABLE）;//使能定時(shí)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）; } }當(dāng)然你可能覺(jué)得這只是測(cè)量信號(hào)的一個(gè)周期脈沖不夠準(zhǔn)確，那么也可以測(cè)量100次脈沖的時(shí)間再除以100，就是一個(gè)脈沖的時(shí)間，然后再取倒數(shù)就可以算出頻率，這種方法也是可以的。具體代碼如下：

void EXTI0_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(fā) { TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;//使能定時(shí)器2 TIM_SetCounter（TIM2，0）; //清零計(jì)數(shù)器的值，因?yàn)橐婚_(kāi)始就開(kāi)始計(jì)數(shù)了 CaptureNumber++; } else if（CaptureNumber》0&& CaptureNumber《100） { TimeCntValue0 = TIM_GetCounter（TIM2）; CaptureNumber++; } else if（CaptureNumber==100）//第100次上升沿觸發(fā) { TimeCntValue = TIM_GetCounter（TIM2）; Capture = TimeCntValue/100; CaptureNumber = 0; TIM_Cmd（TIM2，DISABLE）;//使能定時(shí)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

當(dāng)然測(cè)量信號(hào)頻率的方法可以直接利用TIM的輸入捕獲的方法就可以實(shí)現(xiàn)。用外部中斷只是另一種測(cè)量方案，具體用哪一種還要看具體情況。

原文標(biāo)題：利用外部中斷和定時(shí)器測(cè)量信號(hào)頻率

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