頻率測量

頻率測量有兩種方法

• 測頻法：在閘門時間T內，對上升沿或下降沿計次，得到N，則評率f_x=N/T
• 測周法：兩個上升沿內，以標準頻率f_c計次得到N，則頻率f_x= f_c/N
• 中界頻率：測頻法和測周法誤差相等的點f_m=√（f_c/T）,f_x大于f_m選用測頻法更準確。

定時器輸入捕獲測頻原理

在說原理前需要先講一下定時器的主從模式
主模式則是設置定時器輸出時上升沿/下降沿觸發自動執行的操作
從模式則是設置定時器輸入時上升沿/下降沿觸發自動執行的操作
下面我們用到的從模式是復位模式，進入中斷定時器的計數器會自動復位清零

這是定時器運行框圖，輸入捕獲只有看紅色框出來的部分就可以了。可能有點抽象，接下來我來翻譯一下。

首先是第一框中的TI1代表的是定時器x的通道1GPIO引腳輸入的波頻，TI2、3、4同理

然后看到是第二個框中第一條通道的TI1FP1和TI1FP2，分別代表的是，TI1這個波頻輸入哪一個通道處理，TI1FP1則使用定時器通道1的資源對TI1這個波頻進行捕獲上升沿/下降沿，TI1FP2則使用的是定時器通道2的資源，TI2FP1則代表TI2這個波頻使用定時器通道1的資源。

然后就到了處理波頻的步驟了，在我們第一個上升沿到來時，定時器的CNT寄存器開始計時，然后下一個上升沿到來，CNT里的值傳入CCR輸入/比較寄存器，接下來從模式將CNT寄存器自動清零。我們將CCR里的值取出就可以知道一個周期計時值，通過該值大小知道該波頻的頻率高低。

整個流程如下圖

定時器輸入捕獲測量占空比（PWMI模式）

上文提到，定時器通道1的引腳輸入的波頻可以分為TI1FP1和TI2FP2到兩個通道的計時器處理，那么我們將一段波頻分別給兩個定時器通道處理，一個捕獲上升沿，一個捕獲下降沿，在第二次捕獲上升沿的中斷進入時，用捕獲上升沿的CCR1獲取的值減去捕獲下降沿的CCR2的值就可以得到高電平的時間，計算即可得到占空比。

如下圖所示

具體步驟：
第一次捕獲到上升沿：CNT開始計時
第一次捕獲到下降沿：CCR2獲取CNT的值，得到高電平時間
第二次捕獲到上升沿：CCR1獲取CNT的值，進入從模式清除CNT的值，得到周期

那么就可以計算出占空比了。

定時器編碼器模式

stm32的定時器擁有編碼器模式，使我們可以使用編碼器，計算電機轉速

AB相編碼器

這種編碼器可以理解為編碼器會輸出兩個相差90°相位差的波頻，而通過A相在前還是B相在前，判斷電機正轉反轉。

該模式的操作原理比較簡單
兩波頻進入編碼器接口后，判斷相位差是哪個在前，如果為A相在前就將計數器加1，負責計數器減1。

使用定時器編碼模式的軟件代碼

#include "stm32f10x.h"
#include "hal_TIM.h"/****************************************************************************
*@*名稱 ： hal_TIM_Encoder_Config
*@*功能 ： 初始化定時器2的編碼器模式
*@*形參 ： 無
*@*返回值 ： 無
****************************************************************************/
static void hal_TIM_Encoder_Config(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIMx, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;									//上拉輸入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM_ENCODER_A_PIN | TIM_ENCODER_B_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//時鐘分頻因子TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		//ARRTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;		//PSC	預分頻器		//使用系統時鐘作為定時器的編碼器模式的時鐘，實現 1 至 65536 分頻TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);												//因為結構體沒有定義完整，但擔心有不知名錯誤，先初始化結構體TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;												//濾波次數7次TIM_ICInit(TIMx, &TIM_ICInitStructure);TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;TIM_ICInit(TIMx, &TIM_ICInitStructure);TIM_EncoderInterfaceConfig(TIMx, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);
}/****************************************************************************
*@*名稱 ： hal_TIM_Encoder_Init
*@*功能 ： 初始化定時器2的編碼器模式
*@*形參 ： 無
*@*返回值 ： 無
****************************************************************************/
void hal_TIM_Encoder_Init(void)
{hal_TIM_Encoder_Config();
}/****************************************************************************
*@*名稱 ： hal_TIM_Encoder_Get
*@*功能 ： 獲取定時器編碼器模式計數的CNT（TIM_EncoderMode_TI12通道12都計數，一個周期記4次）
*@*形參 ： 無
*@*返回值 ： CNT計數值
****************************************************************************/
int16_t hal_TIM_Encoder_Get(void)
{int16_t Temp;Temp = TIM_GetCounter(TIMx);return Temp;
}