使用 STM32 测量频率和占空比的几种方法

这几天在论坛上面解答了好几个询问STM32测量频率的贴子，觉得这种需求还是存在的（示波器、电机控制等等）。而简单搜索了一下论坛，这方面的贴子有但是不全。正好今年参加比赛做过这方面的题目（最后是一等奖嘿嘿），所以把我们当时尝试过的各种方案都列出来，方便以后大家使用，也是作为一个长期在论坛的潜水党对论坛的回报。

PS:由于我们当时的题目除了测量频率之外，更麻烦的是测量占空比。而这两个的测量方法联系比较紧密，所以也一并把测量占空比的方法写出来。因为时间有限，所以并不能把所有思路都一一测试，只是写在下面作为参考，敬请谅解。

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，