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标题: 用STM32测量频率和占空比有哪几种方法？ [打印本页]

作者: yuchengze 时间: 2018-4-25 22:38 标题: 用STM32测量频率和占空比有哪几种方法？

使用平台：官方STM32F429DISCOVERY开发板，180MHz的主频，定时器频率90MHz。
相关题目：
(1)测量脉冲信号频率f_O，频率范围为10Hz～2MHz，测量误差的绝对值不大于0.1%。(15分)
(2)测量脉冲信号占空比D，测量范围为10%～90%，测量误差的绝对值不大于2%。(15分)
思路一：外部中断
思路：这种方法是很容易想到的，而且对几乎所有MCU都适用(连51都可以)。方法也很简单，声明一个计数变量TIM_cnt，每次一个上升沿/下降沿就进入一次中断，对TIM_cnt++，然后定时统计即可。如果需要占空比，那么就另外用一个定时器统计上升沿、下降沿之间的时间即可。
缺点：缺陷显而易见，当频率提高，将会频繁进入中断，占用大量时间。而当频率超过100kHz时，中断程序时间甚至将超过脉冲周期，产生巨大误差。同时更重要的是，想要测量的占空比由于受到中断程序影响，误差将越来越大。
总结:我们当时第一时间就把这个方案PASS了，没有相关代码(这个代码也很简单)。不过，该方法在频率较低(10K以下)时，可以拿来测量频率。在频率更低的情况下，可以拿来测占空比。
思路二：PWM输入模式
思路：翻遍ST的参考手册，在定时器当中有这样一种模式：
简而言之，理论上，通过这种模式，可以用硬件直接测量出频率和占空比。当时我们发现这一模式时欢欣鼓舞，以为可以一步解决这一问题。
但是，经过测量之后发现这种方法测试数据不稳定也不精确，数据不停跳动，且和实际值相差很大。ST的这些功能经常有这种问题，比如定时器的编码器模式，在0点处频繁正负跳变时有可能会卡死。这些方法虽然省事，稳定性却不是很好。
经过线性补偿可以一定程度上减少误差(参数在不同情况下不同)：
freq=Frequency*2.2118-47.05;
思路三：输入捕获
思路：一般来说，对STM32有一定了解的坛友们在测量频率的问题上往往都会想到利用输入捕获。首先设定为上升沿触发，当进入中断之后(rising)记录与上次中断(rising_last)之间的间隔(周期，其倒数就是频率)。再设定为下降沿，进入中断之后与上升沿时刻之差即为高电平时间(falling-rising_last)，高电平时间除周期即为占空比。

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