TIM定时器脉冲计数方法

https://www.cnblogs.com/wchmcu/p/18762138

https://www.elecfans.com/zt/759180/

方法一：外部中断（EXTI）实时计数

原理

• 将脉冲信号连接到GPIO引脚，配置为外部中断模式(EXTI)。
• 每次检测到脉冲边沿（上升沿/下降沿）触发中断，在中断服务函数中累加计数值。
  代码实现：
  该部分实现不再列出，参考我们EXTI例程即可

特点

• 优点：简单易用，适合低频脉冲（<10kHz）。
• 缺点：高频脉冲可能导致频繁中断，占用CPU资源。

方法二：定时器输入捕获（TIM Input Capture）

原理

• 使用定时器的输入捕获功能，测量脉冲的高/低电平时间，间接统计脉冲数量。
• 支持高频率信号捕获。

volatile uint32_t pulse_count = 0;

// TIM2输入捕获初始化（通道1：PA0）
void TIM_InputCapture_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

    // 配置GPIOA Pin0为复用推挽输出（TIM2 CH1）
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  // 复用推挽
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 配置TIM2基础时基
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 71;        // 72MHz/(71+1)=1MHz计数频率
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 0xFFFFFFFF;   // 最大自动重装载值
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStruct);

    // 配置输入捕获通道1（上升沿触发）
    TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 无分频
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x0;          // 无滤波
    TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStruct);

    // 使能捕获中断
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

    // 配置TIM2中断优先级
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0F;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0F;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

// TIM2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void) {
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET) {
        pulse_count++;              // 每次捕获到上升沿时递增计数器
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1); // 清除中断标志
    }
}

int main(void) {
    TIM_InputCapture_Config();
    while (1) {
        // 主循环中可读取pulse_count
    }
}

特点

• 优点：支持更高频率脉冲（与定时器主频相关）。
• 缺点：需要占用定时器资源。

方法三：定时器外部时钟ETR接口（TIM ETR）

原理

• 将脉冲信号连接到定时器的 ETR引脚（外部触发输入），配置为外部时钟模式。
• 每个有效的脉冲边沿（上升沿/下降沿）会使定时器计数器（CNT）自动递增。

void TIM1_ETR_GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOC时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM1, ENABLE);
    // 配置PC17为上拉输入模式（TIM1_ETR）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;        // 上拉输入（避免悬空干扰）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

void TIM1_ExternalClock_Config(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure={0};
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure={0};
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);


    // TIM1时基参数配置
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 10000-1;           // 定时器周期（最大16位计数值）
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 10-1;             // 无分频（直接使用ETR脉冲作为计数器时钟）
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);


    TIM_ETRClockMode2Config(TIM1, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x00);
    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
            // 配置NVIC
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
            NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

            TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Update);
            TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);

}

如上，可在main里一直获取定时器计数值，即可。当然后期如果有溢出处理需求，可再增加定时器中断，进行溢出累计等操作。

特点

• 优点：
  • 完全硬件计数，不占用CPU资源。
  • 支持高频脉冲（仅受定时器最大输入时钟限制，如STM32F1 ETR最高频率为系统时钟的1/4）。
• 缺点：
  • 需要占用定时器的ETR引脚和整个定时器资源。
  • 16位定时器需要处理溢出中断以扩展计数范围。

方法对比总结

方法	适用频率	CPU占用率	代码复杂度	适用场景
EXTI中断	<10kHz	高	低	低频信号（按键、简单计数）
输入捕获	<1MHz	中	中	需要同时测频/脉宽的场合
定时器ETR	>1MHz	极低	高	高频脉冲