STM32标准库+HAL库 输入捕获测量PWM的脉冲频率+占空比_stm32 pwm 捕获 hal(1)

随着ST公司推出了越来越多的新款芯片并没有配套的标准库，并且目前在各大平台没有前辈对TIM输入捕获将两个库同时进行讲解。因此本文以STM32为例，对STM32的标准库和HAL库输入捕获功能进行讲解。标准库使用STM32F407进行输入捕获测试，HAL库使用STM32G4进行输入捕获测试。STM32G4官方没有推出对应的标准库。如果是其它系列芯片，其配置思路和本文所说的大致相同。

输入捕获可以对输入的信号的上升沿，下降沿或者双边沿进行捕获，常用的有测量输入信号的脉宽和测量PWM输入信号的频率和占空比这两种。输入捕获的原理大概就是，当捕获到信号的跳变沿的时候，把计数器 CNT 的值锁存到捕获寄存器 CCR 中，把前后两次捕获到的 CCR 寄存器中的值相减，就可以算出脉宽或者频率。如果捕获的脉宽的时间长度超过捕获定时器的周期，就会发生溢出，就需要做额外的处理。因此配置TIM定时器输入捕获时，尽可能将TIM定时器的周期拉大。

如下图所示是STM32的官方参考手册，可以得知STM32的TIM定时器有两种模式都可以用于输入捕获，即TIM输入捕获模式、PWM输入模式。  其中PWM输入模式是TIM输入捕获的一个特例，配置方法是基本相同的，但是多了几步其它的操作。 且 PWM输入模式会采用两路通道进行采集信号，但是配置时，仅需配置一路主通道，TIM会自动设置另一路通道， 这两路通道是极性相反的。

输入捕获一般以中断形式启动，在中断中对上升沿和下降沿进行处理，读取TIM定时器的脉冲捕捉通道的计数值，将一个周期的数据记录并通过公式计算处理后，即可得出输入信号的频率、占空比信息。如下所示为一个周期的PWM脉冲，如果需要测量其PWM频率+占空比，则需读取其一个周期内的信号起始上升沿，下降沿及最后一个上升沿信号。

周期：T = TH + TL

频率：F = 1 / T

占空比：D = TH  / (TH + TL)

TIM输入捕获的流程配置思路：

1. 配置总线时钟
2. 配置GPIO端口引脚
3. 配置TIM定时器时基
4. 配置NVIC中断
5. 配置IC输入捕获模式

如果只采集PMW脉冲的频率，那么只需要使用单通道采集上升沿(或下降沿)信号，就可以求得频率值。（两次高电平或两次低电平之间的时间值，就可以计算出PWM的频率）。如果不仅需要采集PWM频率，还要采集PWM的占空比，那么需要同时采集上升沿和下降沿信号。

采集PWM脉冲频率及占空比数据可以使用单通道采集，也可以使用双通道采集。本文讲解单通道采集PWM频率+占空比，即采集一个周期内的 2次上升沿