STM32输入捕获模式测频率

最新推荐文章于 2025-04-08 15:45:21 发布
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本文介绍了STM32中如何通过测频法和测周法测量频率，以及如何配置输入捕获通道以实现精确测量。着重讲解了TIMx寄存器的初始化和使用，如TIM_ICInitStruct、TIM_Cmd等函数在频率测量中的应用。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述STM32频率的测量：高频适合使用的方法是测频法，低频适合使用的是测周法，（其中使用测频法测量频率比较稳定，使用测周法测量频率的方式没有这么稳定，因为测周法只会通过一次的测量就能得出结果所以测试出来的频率波动相对较大）

在测量频率的过程中会存在误差，所以当N的值越大的时候误差是越小的

在这里插入图片描述在这里插入图片描述输入捕获通道一的详细图解
在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述输入捕获接接线图

在这里插入图片描述

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct); // 使用结构体配置输入捕获单元
// 初始化输入捕获单元，可以配置两个通道
void TIM_PWMIConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
// 给输入捕获结构体赋一个初始值
void TIM_ICStructInit(TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
// 选择输入触发源TRGI
void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
// 选择输出触发源TRGO
void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TRGOSource);
// 选择从模式
void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);
// 分别单独配置通道 1 2 3 4 分频器
void TIM_SetIC1Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC2Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC3Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC4Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
// 分别读取4个通道的CCR
uint16_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture2(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture3(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture4(TIM_TypeDef* TIMx);
/*
** 输出比较模式下：CCR是只写的，要使用SetCompare写入
输入捕获模式下：CCR是只读的，要使用GetCapture读出**
*/

PWM.C
在这里插入图片描述

`#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void){
  // 开启时钟，这里TIM2是通用寄存器
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	// GPIO初始化代码
		/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);		//开启GPIOA的时钟
	// GPIO引脚重映射，表示重映射和引脚之间的关系
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	// 使用复用开漏推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
	
	
	
	// 选择时基单元的时钟,选择内部时钟的模式,定时器默认使用的是内部单元的时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	/*
	   PWM频率的公式：== 更新频率 = 72M/(PSC+1)/(ARR+1)
	*/
	
	// 配置时基单元，初始化结构体
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	// 将结构体成员都引用出来放置在这个位置
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    // 配置参数是否分屏
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode =TIM_CounterMode_Up; // 选择计数的模式选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 -1;               // 表示ARR自动重装器的值，这两个参数的取值都要在0-65535之间
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720-1;              // PSC预分频器的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;           // 重复计数器的值
	// 初始化结构体并将结构体的地址放置在init函数中
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
  // 初始化输出比较单元
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	// 给结构体赋初始值
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
  // 设置输出比较的模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  // 设置输出比较的极性,选择高极性
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	// 设置输出使能，输出状态
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable ;
	//设置CCR,设置ccr寄存器的值
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;    // CCR
	
	TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

	
	// 启动定时器
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare){
        TIM_SetCompare1(TIM2,Compare);
}
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler){
	// 单独写入PSC的函数：第一个参数表示使用的定时器，第二个参数是需要写入PSC的值，第三个参数重装模式
  TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler,TIM_PSCReloadMode_Immediate);

}

`

PWM.h在这里插入图片描述IC.C
在这里插入图片描述

`#include "stm32f10x.h"    
	// 初始化的步骤 1: RCC开启时钟将GPIO和TIM的时钟开启
	// GPIO初始化将GPIO初始化为输入模式一般为上拉输入或者是浮空输入
	// 第三步：配置时基单元让CNT计数器在内部时钟的驱动下进行自增
	// 第四步：配置输入捕获单元包括输入，极性，直连通道还是交叉通道，分频参数等
	// 第五步：选择从模式的触发源触发源选择为TI1FP1，使用调用库函数的方式给一个参数
	// 第六步：选择触发之后执行的操作执行reset操作，使用库函数的方式实现
	// 第七步：调用TIM_CMD函数开启定时器

void IC_Init(void){
      // 开启时钟，这里TIM2是通用寄存器
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);		//开启GPIOA的时钟

	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	// 使用复用开漏推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
	
	
	
	// 选择时基单元的时钟,选择内部时钟的模式,定时器默认使用的是内部单元的时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	/*
	   PWM频率的公式：== 更新频率 = 72M/(PSC+1)/(ARR+1)
	*/
	
	// 配置时基单元，初始化结构体
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	// 将结构体成员都引用出来放置在这个位置
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    // 配置参数是否分屏
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode =TIM_CounterMode_Up; // 选择计数的模式选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 -1;               // 表示ARR自动重装器的值，这两个参数的取值都要在0-65535之间
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1;                // PSC预分频器的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;           // 重复计数器的值
	// 初始化结构体并将结构体的地址放置在init函数中
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	/*
	  初始化输入捕获单元
	*/
	// 初始化结构体变量
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	// 选择输入捕获的通道
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	// 输入捕获的滤波器
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	// 选择极性
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising;
	// 配置触发信号分频器
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1;
	// 触发信号从那个引脚输入，配置数据选择器
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
  TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	// 配置触发源
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); 

  // 启动定时器
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
	
}
uint32_t IC_GetFreq(void){
     return 1000000 /  (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
	
	
}



`

IC.H
在这里插入图片描述main.c
在这里插入图片描述

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"


int main(void)
{
  // 初始化oled
	OLED_Init();
	PWM_Init();
	IC_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz");
	PWM_SetPrescaler(720-1);// 计算频率的公式，Freq = 72M / (PSC + 1) / (ARR + 1)/100
	PWM_SetCompare1(50);    // 计算占空比的公式 Duty = CCR / 100 
	// 输入捕获代码
	while (1)
	{
     OLED_ShowNum(1,6,IC_GetFreq(),5);
	}
}
STM32-IC输入捕获测量频率
m0_70183789的博客
07-13 1522
使用测周法，频率=FC/N。CCR1中的计数值为N，而FC频率=72Mhz/PSC+1，也就是计时器的频率，是我们可以调控的单位频率。解释原理：边沿检测极性选择，TI1FP1与上述相同，TI1FP2选择下降沿时将CNT的值传输到CCR2中，这里就可以计算出测量波形的PWM占空比，占空比=CCR/ARR。测周法：两个上升沿内，以标准频率fc计次，得到N ，则频率 f_x=f_c / N，适合测量频率较低的信号。测频法：在闸门时间T内，对上升沿计次，得到N，则频率 f_x=N / T，适合测量频率较高的信号。
STM32 输入捕获模式测频率
2203_75880410的博客
07-17 430
在STM32微控制器上，输入捕获模式是一种常用的功能，可用于测量外部信号的频率、脉冲宽度、周期等。通过配置定时器的输入捕获通道，可以捕获外部信号的边沿，并以定时器的时钟频率为参考来计算信号的参数。在输入捕获模式下，可以通过捕获对比功能来捕获外部引脚的信号变化。当引脚上的信号发生上升沿或下降沿时，定时器会记录捕获寄存器的值。通过比较相邻两次捕获的值，可以计算信号的周期，从而确定频率。通过适当配置定时器和输入捕获通道，可以实现精准的频率测量。主要函数分为PWM.c和IC.c。6.配置从模式为Reset。
stm32学习 输入捕获
Horaon的博客
08-17 504
每个滤波器和边缘检测器可以输出两路信号，可以设置TI1FP1-->IC1进入捕获通道1,TI2FP1-->IC2进入捕获通道1（直连通道）捕获通道配置为交叉通道：即选择另一通道信号进入：TI1FP2-->IC2进入捕获通道2，同理对TI2输入。从模式选择信号源-->选择从模式功能（从模式中可以设置硬件自动完成计数器清零）TI1 -->滤波（fDTS为滤波器采样频率）-->捕获上升沿/下降沿。4、配置输入捕获单元（滤波器、极性、直连通道/交叉通道、分频器）频率测量：测频法--适用于高频信号。
初学STM32之编码器测速以及测频法的实现
最新发布
firewood2024的博客
04-08 584
TIM3通道1检测到输入捕获的时候会进入中断使能定时器2，定时器2开始计时，当定时器2溢出时进入定时器2的中断读取TIM3 CNT里的值并且清0，（显然如果TIM3的输入信号频率过快的话会产生一点延时）并关闭定时器2，使能定时器3捕获中断，退出TIM2中断如果编码器还在转动又会马上进入TIM3捕获中断开启定时器2，让其再开启定时功能。程序的其它组件部分参考江科大的文件，TIM2的定时是1S，输入信号是1KHZ的PWM，输入端口是PA6，现在的程序与笔者之前的测频法比较。以此为基础重写了之前的测频法程序。
STM32利用输入捕获模式测量频率
01-15
STM32利用输入捕获模式测量频率，利用上升沿和下降沿的差值
STM32频率测量
走错路的程序员
12-07 1万+
频率测量是个最基本的且常见的工业需求. 但是这种简单的需求却不是那么的好实现. 总体来看, 目前的单片机还是有很大的改进空间. 很少有频率测量能够覆盖所有的频率范围. 而使用 STM32F103 性能有限. 根据待测频率, 我分成低中高, 三个阶段. 分别对应着3种不同的测量方法.测量方法, STM32 时钟计数器的输入捕获中断函数测量法. 测量原理 输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。 STM32 的输入捕获，简单的说就是通过检测 TIMx_CHx 上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升
STM32定时器输入捕获模式测频率
07-11
STM32定时器输入捕获模式测频率
stm32 输入捕获模式测量频率+仿真
02-16
在深入探讨stm32输入捕获模式测量频率以及仿真的相关知识点之前，首先需要对stm32单片机有一个基本的了解。STM32是ST公司生产的一系列32位ARM Cortex-M微控制器。这一系列的微控制器具有高性能、低功耗的特点，并且...
STM32F103C8T6-输入捕获模式测频率.zip
10-31
在本文中，我们将深入探讨如何利用STM32F103C8T6的输入捕获模式来测量频率。 输入捕获模式是STM32定时器功能的一部分，用于精确地测量外部信号的脉冲宽度或周期，从而推算出信号的频率。这一模式主要应用于脉冲宽度...
STM32F1输入捕获测频率
10-24
- 定时器配置：首先，我们需要选择一个定时器（如TIM2、TIM3等），并设置为输入捕获模式。同时，配置对应的输入捕获通道（例如，TIMx_CH1）并选择合适的边缘触发方式（上升沿或下降沿）。 - 事件检测：当外部输入...
stm32 测量频率1
07-20
stm32f103c8t6最小系统测量输入信号的频率通过oled显示 对信号进行频率测量 要求信号达到stm32的触发电平 电赛测量必看
基于STM32F103的输入捕获测量频率
02-10
这个是根据正点原子的输入捕获代码稍稍改了一下，可用。测量范围与误差没有具体试过，还是要看单片机的性能吧。
stm32 测量频率代码
11-06
STM32 编写代码 测频频率 采用库函数编写，能够成功
基于stm32的高精度频率测量
02-02
基于stm32的频率测量 ，只需将c h文件加入工程中即可，初始化后，通过 GetFreq()函数获得测量的频率，已和安捷伦频率发生器对比过，测量非常精准，最高可以测 量到400k左右。并且稍加修改可同时测量占空比。
STM32HAL库输入捕获测频率 测频法
10-01
首先，要使用STM32的HAL库实现输入捕获功能，需要配置定时器的相关寄存器，设置为输入捕获模式。这一过程通常涉及以下几个步骤： 1. 配置定时器的时钟源和分频系数，以达到所需的测量频率范围。 2. 设置定时器的预...
stm32 测频率（测频法）
2401_87453059的博客
12-25 851
作为纯新手在跟随江协学习单片机的过程中，到使用输入捕获测量频率时，对测频法只是讲了原理，并未展示相关代码。到这里检索后也只看到了视频中展示的测周法测频率。故在这里对相应代码进行补充，供大家交流讨论。也是让自己输出自己测（TIM2被占用故选择TIM3输出PWM）TIM2（定一个1s的频率，执行中断，读取频率后，清0计数）就继续借用Countsenor进行编程（名字没有进行修改）对于测频法原理详细可见@江协科技。这里直接展示代码部分。
STM32 检测信号频率
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sinat_22081411的博客
05-28 1万+
STM32 检测信号频率目标 目标 信号：500kHz±50Hz方波信号，占空比50%，低电平：0V，高电平：3.3V 检测：信号的频率，采样率100Hz，记录频率值 信号周期2μm，高电平、低电平各持续1μm；1 采样频率100Hz，即每10ms记录一次频率值，计数范围：5000±50，4950~5050 参考：1. 用STM32定时器测量信号频率——测频法和测周法 2. 使用 STM32 测量频率和占空比的几种方法 [1]: https://www.cnblogs.com/helesheng/p/141
stm32测频率
03-20
### STM32 测量信号频率的方法 STM32 是一种功能强大的微控制器，支持多种外设用于信号处理和测量。以下是两种常见的方法来实现频率测量： #### 方法一：基于 ADC 和 FFT 的频率测量 这种方法适合于复杂的信号分析场景，尤其是需要高精度的频谱分析时。 1. **硬件配置** 使用 STM32F103 的 ADC 外设采集输入信号，并通过 DMA 将采样数据传输至内存缓冲区。随后利用快速傅里叶变换 (FFT) 对这些数据进行频域转换，从而提取目标信号的主要频率分量[^1]。 2. **软件流程** - 初始化 ADC、定时器以及 DMA 控制模块。 - 启动连续模式下的 AD 转换操作。 - 收集足够的样本点数后执行 FFT 计算。 - 查找 FFT 输出数组的最大幅值对应的索引位置，该索引映射回实际物理频率值即为目标信号频率。 ```c #include "stm32f1xx_hal.h" void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){ // 当一次完整的AD转换完成后触发此回调函数 } int main(void){ uint16_t adcValue[NUMBER_OF_SAMPLES]; /* 初始化系统 */ MX_DMA_Init(); MX_ADC1_Init(); /* 开始DMA控制的数据获取过程 */ HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)adcValue, NUMBER_OF_SAMPLES); while (1){ // 主循环等待DMA完成并调用FFT算法处理数据... } } ``` #### 方法二：使用外部中断 EXTI 或者捕获比较单元 TIM 实现 PWM 波形测频 对于周期性的脉冲宽度调制(PWM)类型的方波或者正弦波等简单形式电信号来说，则可以采用更
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