【STM8】PWM 捕获实战：占空比和频率（TIM2）

78 阅读 0 评论 52 点赞

我是靠谱客的博主高高小蝴蝶，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【STM8】PWM 捕获实战：占空比和频率（TIM2），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1. 前言

基于《【众拳STM8 40 讲】PWM 输入捕获原理与实验（频率）》我们已经了解了利用 STM8 库函数如何捕获和计算 PWM 的频率，但是确没有介绍占空比的捕获方法。

基于《【思修STM8 39 讲】PWM 输入捕获之占空比测量（寄存器版）》我们了解了 PWM 捕获的详细流程步骤，但是其并非利用 STM8库函数实现，同时也没有利用中断实现采集。

基于《【STM8】PWM 捕获实战：占空比和频率（TIM1）》我们了解了利用PWM输入模式和复位触发模式采集 PWM，但是并非所有定时器都具有复位触发模式

下面我们介绍利用 STM8库函数和中断的方式来实现利用 TIM2 捕获 PWM 占空比和频率。

2. 实现代码

PWM 采集规定是：CH1 上升捕获，CH2 下降沿捕获

不同于 TIM1 的复位触发模式，TIM2 不具备复位触发模式，所以编码方式上还是有些不同

// tim2.c

u16 GV_Tim2PwmiFreq = 0;       //【系统使用】定时器捕获的 PWM 频率
double GV_Tim2PwmiDuty = 0.0;  //【系统使用】定时器捕获的 PWM 正占空比

/**
 * TIM2 PWM 输入初始化
 */
void TIM2_PWMI_Init()
{
    // 重置初始化
    TIM2_DeInit();

    // 初始化 TIME1 时基单元
    // 16预分频，向上计数，每 1s/1M = 1us 计数器值加 1（累加 1000 次需要 1 毫秒）
    // 参数说明：预分配值，自动重装载值（计数器值到 65536 后重新装载）
    TIM2_TimeBaseInit(TIM2_PRESCALER_16, 65536-1);

    // PWM的通道1配置
    //
    // 参数说明：
    //　　1. TIM2 通道1
    //　　2. 极性：上升沿捕获
    //　　3. 输入脚：TIM2_ICSELECTION_DIRECTTI 表示直接将 T1 信号经过 TI1FP1 发送给 IC1 模块进行处理
    //　　4. 预分频：意思是控制在多少个输入周期做一次捕获；【经过实际测试，复位触发模式下该值无效，都是按照1分频执行】
    //       　　　　1M 系统时钟，捕获 20Hz PWM 一个周期需要计数 50000  次（1M/20=50000），TIM2 最大计数有65536，可以捕获
    //       　　　　1M 系统时钟，捕获 15Hz PWM 一个周期需要计数 66666  次（1M/15=66666），TIM2 最大计数有65536，无法捕获
    //　　5. 滤波频率：经历几个周期相同的跳变则波形稳定。如果频率捕获偶发值不对，那么可以启用 0x02（4个事件）
    TIM2_PWMIConfig(TIM2_CHANNEL_1, TIM2_ICPOLARITY_RISING, TIM2_ICSELECTION_DIRECTTI, TIM2_ICPSC_DIV1, 0x00);
    
    // PWM的通道2配置
    //【经过实际测试，通道2 可以不用配置，也可以配置，但是如果配置那么参数必须要填写正确：TIM2_ICPOLARITY_FALLING，TIM2_ICSELECTION_INDIRECTTI】
    //【至于为什么不用配置系统仍旧能正常运行，猜想可能是 STM8库函数 内部自动做了一些处理】
    // 
    // 参数说明：
    //　　1. TIM2 通道2
    //　　2. 极性：下降沿捕获
    //　　3. TIM2_ICSELECTION_INDIRECTTI 表示直接将 T1 信号经过 TI1FP2 发送给 IC2 模块进行处理
    //　　4. 预分频：意思是控制在多少个输入周期做一次捕获；【经过实际测试，复位触发模式下该值无效，都是按照1分频执行】
    //　　5. 滤波频率：经历几个周期相同的跳变则波形稳定。如果频率捕获偶发值不对，那么可以启用 0x02（4个事件）
    //TIM2_PWMIConfig(TIM2_CHANNEL_2, TIM2_ICPOLARITY_FALLING, TIM2_ICSELECTION_INDIRECTTI, TIM2_ICPSC_DIV1, 0x00);

    // 输入捕获/比较输出使能
    //【经过实际测试，以下使能代码可以注释掉，但是为了安心还是加上去】
    TIM2_CCxCmd(TIM2_CHANNEL_1, ENABLE);
    TIM2_CCxCmd(TIM2_CHANNEL_2, ENABLE);
}

/**
 * 开始 PWM 捕获
 */
void TIM2_PWMI_Start()
{
    // 清空俘获中断标志
    TIM2_ClearITPendingBit(TIM2_IT_CC1);
    TIM2_ClearFlag(TIM2_FLAG_CC1);
    
    // 启用中断函数：俘获比较通道CH1中断
    TIM2_ITConfig(TIM2_IT_CC1, ENABLE);

    // 开定时器
    //【经过实际测试，定时器就算未开启，上面的 TIM2_IT_CC1 中断仍正常进入，但是获取的计数器值不确定】
    TIM2_Cmd(ENABLE);
}


/**
 * 终止 PWM 捕获
 * 利用 TIM2_Cmd(DISABLE) 关闭输出，注意其他函数可能受影响，例如：TIM2_PWMI_Init
 */
void TIM2_PWMI_Stop()
{
    // 关闭中断函数：俘获比较通道CH1中断
    TIM2_ITConfig(TIM2_IT_CC1, DISABLE);

    // 关闭定时器
    TIM2_Cmd(DISABLE);
}


/**
 * 获取 TIM2 CH1 捕获的 PWM 频率
 *
 * @return integer  频率
 */
u16 TIM2_PWMI_GetFreq()
{
    return GV_Tim2PwmiFreq;
}


/**
 * 获取 TIM2 CH1 捕获的 PWM 正占空比
 *
 * @return double  占空比
 */
double TIM2_PWMI_GetDuty()
{
    return GV_Tim2PwmiDuty;
}

// stm8s_it.c

INTERRUPT_HANDLER(TIM2_CAP_COM_IRQHandler, 12)
{
    // 初始化定时器输入捕获值
    // 分别对应一个PWM周期的第一个上升沿，第一个下降沿，第二个上升沿
    static u16 icValueA, icValueB, icValueC;

    // 获取定时器输入捕获值
    if( icValueA == 0 ){
        icValueA = TIM2_GetCapture1();
    }else{
        icValueB = TIM2_GetCapture2();
        icValueC = TIM2_GetCapture1();
        
        // 处理定时器捕获值溢出情况
        if( icValueC < icValueA ) icValueC = icValueC-icValueA+65535;
        else icValueC = icValueC - icValueA;
 
        if( icValueB < icValueA ) icValueB = icValueB-icValueA+65535;
        else icValueB = icValueB - icValueA;

        // 计算频率和周期
        // 这里的 1000000 是基于初始化函数中的系统时钟设置（16预分频 = 1000000）
        // 这里的 100.0 小数点表示将表达式 icValueB*100.0/icValueC 的过程和结果以浮点数来进行
        GV_Tim2PwmiFreq = 1000000/icValueC;
        GV_Tim2PwmiDuty = icValueB*100.0/icValueC;

        // 重置定时器输入捕获值
        icValueA = icValueB = icValueC = 0;
    }

    // 清除中断标志位
    TIM2_ClearITPendingBit(TIM2_IT_CC1);    
    TIM2_ClearFlag(TIM2_FLAG_CC1);
}

注意：建议使用 TIM2 就启用一个功能：输入捕获或者输出比较

　　　主要考虑到不同通道输出/捕获时都同时设置 TIM2_TimeBaseInit 函数，会相互干扰，为了减少程序复杂度所以建议使用 TIM2 就启用一个功能