STM32 定时器(PWM输入捕获)

以下是基于STM32标准库（以STM32F103为例）实现PWM输入模式（自动双沿捕获）的完整代码，通过配置定时器的PWM输入模式，可自动捕获外部PWM信号的周期（频率）​和占空比，无需手动切换边沿。

🛠 ​完整代码实现​

1. 硬件配置

• ​引脚​：PA6（TIM3_CH1，支持PWM输入模式）
• ​定时器​：TIM3（支持从模式复位）
• ​功能​：自动捕获上升沿（周期）和下降沿（占空比）

#include "stm32f10x.h"

// 全局变量存储PWM参数
volatile uint32_t PWM_Period = 0;    // 周期值（频率计算用）
volatile uint32_t PWM_Duty = 0;      // 占空比值

// 初始化函数
void PWM_Input_Init(void) 
{
    // 1. 开启时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    // 2. 配置PA6为浮空输入（复用功能）
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  // 浮空输入
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 3. 定时器基础配置（1MHz计数频率，72MHz主频分频后）
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseStruct;
    TIM_BaseStruct.TIM_Period = 0xFFFF;                 // ARR = 65535（最大计数）
    TIM_BaseStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;              // 72分频 → 1MHz计数
    TIM_BaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_BaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_BaseStruct);

    // 4. 配置PWM输入模式（关键！）
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICStruct;
    TIM_ICStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;            // 通道1（PA6）
    TIM_ICStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; // 上升沿触发
    TIM_ICStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; // 直接输入
    TIM_ICStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;       // 不分频
    TIM_ICStruct.TIM_ICFilter = 0x0;                     // 无滤波
    TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICStruct);                // 自动配置双通道

    // 5. 从模式配置（复位模式）
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);       // TI1作为触发源
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);     // 触发时复位计数器

    // 6. 开启捕获中断
    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2, ENABLE); // 使能通道1&2中断

    // 7. 配置NVIC
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

    // 8. 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

// 中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void) 
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET) {   // 通道1中断（周期捕获）
        PWM_Period = TIM_GetCapture1(TIM3);             // 读取周期值（上升沿时间）
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1);        // 清除标志
    }
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) != RESET) {   // 通道2中断（占空比捕获）
        PWM_Duty = TIM_GetCapture2(TIM3);               // 读取占空比值（下降沿时间）
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);
    }
}

// 计算频率（Hz）和占空比（%）
float PWM_Get_Frequency(void) 
{
    return 1000000.0f / (PWM_Period );  // 1MHz计数 → 单位：Hz
}

float PWM_Get_DutyCycle(void) 
{
    return (PWM_Duty + 0.0f) / (PWM_Period + 0.0f) * 100.0f; // 占空比百分比
}

⚙️ ​工作原理​

1. ​PWM输入模式​

   • 使用 TIM_PWMIConfig() 自动配置两个通道：
     • ​通道1（直接输入）​​：捕获上升沿 → ​周期值存入CCR1。
     • ​通道2（间接输入）​​：捕获下降沿 → ​占空比值存入CCR2。
   • 无需手动切换极性，硬件自动完成双沿捕获。

2. ​从模式复位​

   • 触发源设为 TI1FP1（通道1的滤波后信号）。
   • 从模式设为 Reset：上升沿时复位计数器，确保每次捕获的周期值准确。

3. ​参数计算​

   • ​频率​：Freq = 1MHz / (CCR1)
   • ​占空比​：Duty = (CCR2) / (CCR1) * 100%

⚠️ ​关键注意事项​

1. ​引脚复用​
   • 确保PA6映射到TIM3_CH1（参考芯片手册）。
2. ​时钟配置​
   • 默认使用72MHz系统时钟，需在 SystemInit() 中正确配置。
3. ​抗干扰设计​
   • 若信号抖动大，增加 TIM_ICStruct.TIM_ICFilter（0-15）滤波。
4. ​测量范围​
   • 最大频率受限于定时器计数频率（1MHz下最高约500kHz）。

🔍 ​扩展应用​

• ​多通道捕获​：若需同时捕获多路PWM，使用不同定时器（如TIM2/TIM4）。
• ​高精度需求​：减少预分频值（如 TIM_Prescaler = 0）可提升计时分辨率。
• ​实时处理​：在中断中直接计算频率/占空比，避免全局变量延迟。

此代码通过STM32硬件自动完成双沿捕获，显著降低CPU负载，适用于电机控制、遥控信号解析等场景。实际使用时需根据信号特性调整滤波参数，并注意定时器溢出处理（如信号周期 > 65ms）