嵌入式软件采集频率值的方法
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01
前言
嵌入式软件输入采集较为常见有gpio读取高低电平、ad读取电压值等,但是如果要采集一个频率信号的频率值,该如何采集?
02
采集频率值
我们知道传感器的输出信号形式除了电压电流,还有频率,例如一些加速度传感、转速传感器,输出的就是频率信号。
测量频率要用到stm32的定时器输入捕获模式。与PWM输出不同频率的矩形波相对反,PWM输入捕获就是可以给输入的矩形波计数,从而测得频率。简单来说就是通过检测TIMx_CHx上的边沿信号,在边沿信号发生跳变(比如上升沿/下降沿)的时候,将当前定时器的值(TIMx_CNT)存放到对应的通道的捕获/比较寄存(TIMx_CCRx)里面,完成一次捕获。
本例以STM32F105系列PA7管脚,查看规格书可知PA7可配置成TIM3的通道2。
开启 TIM3 时钟和 GPIOA 时钟,
PA7 管脚初始化配置成浮空输入
TIM3初始化设置预分频值
配置TIM3中断
设置TIM3_CH2的输入比较参数并配置TIM3的被动触发模式
使能TIM3并打开中断
在TIM3中断中计算频率值
//-----------------------------------------------------------------
// * @函数名 PwmInit
// * @功能 完成输入管脚和TIM3等初始化
// * @作者 嵌入式案例Show
// * @参数 无
// * @返回值 无
//-----------------------------------------------------------------
void PwmInit(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//开启TIM3和GPIOA的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//PA7 管脚初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//TIM3初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xffff;//
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 4-1;//定时器的频率36M*2/4=18M
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;//
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
//TIM3中断配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//TIM3_CH2输入参数配置
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2);//配置TI2输入触发源
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//TIM从模式
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //使能被动触发
//使能TIM3并开启中断
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_CC2,ENABLE);
}
u16 Tim3IC2Value;
void TIM3_IRQHandler(void)
{
u16 j;
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);
//一个定时器周期内捕获的次数
Tim3IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3);
if (Tim3IC2Value != 0)
{
//计算 PWM 频率。单位KHz
f2CurrentFreq = (u16)(180000 / Tim3IC2Value);
}
else
{
f2CurrentFreq = 0;
}
}
}
实测500KHz的输入频率可以非常精确的测量出来。注意stm32除了 TIM6 和 TIM7,其他定时器都有输入捕获功能。
/ The End /
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