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

pwm.h

main.c

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(mǎn)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72 F1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：

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：

程序流程圖

串口打印結(jié)果

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。

責(zé)任編輯：xj

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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