stm32F4 pwm 输入捕捉高频信号约。 2兆赫？

Posted 2023-02-19

【中文标题】stm32F4 pwm 输入捕捉高频信号约。 2兆赫？

【英文标题】：stm32F4 pwm input capture of high frequency signal approx. 2MHz?

【发布时间】：2017-05-06 20:35:54

【问题描述】：

我想测量 PWM 信号的频率。为此，我使用了 STM-F401RE 及其 Timer_Input_Capture 函数。

问题是：

输入信号具有相当高的频率（约 2MHz），并且， STM-F401RE 控制器只有 80MHz 时钟

因此，当使用中断程序计算输入信号的上升沿数时，它会错过许多上升沿（取决于输入信号的频率）。在使用示波器并切换 I/O 引脚时，我看到它只能在频率低于 400kHz 时捕获所有上升沿。

问题是：如何克服这个问题？还是有其他方法可以测量高频输入 pwm 信号？

谢谢

【问题讨论】：

如果您的硬件中有计数器，请以固定的时间间隔监控其计数。

【参考方案1】：

您需要将定时器设置为 PWM 输入而不是捕获输入（例如 TIM1 可以做到）。这样，使用了 2 个通道（但您只有一个物理连接）。基本上，第一个通道会给你周期，第二个通道会给你脉搏。计数器会自动重置。

初始化函数：

void tim_init()

  TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig;
  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;

  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 0;
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim1.Init.Period = 65535;
  htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
  HAL_TIM_IC_Init(&htim1);

  sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET;
  sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_TI2FP2;
  sSlaveConfig.TriggerPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
  sSlaveConfig.TriggerPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sSlaveConfig.TriggerFilter = 0;
  HAL_TIM_SlaveConfigSynchronization(&htim1, &sSlaveConfig);

  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_INDIRECTTI;
  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sConfigIC.ICFilter = 0;
  HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim1, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1);

  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
  HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim1, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_2);

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig);

  //Enable interrupt
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
  HAL_TIM_IC_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

还有中断处理程序

void tim_irq()

    period = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
    pulse = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

    //First irq to be ignored

【讨论】：

在运行频率为 216MHz 的 STM32F7 上使用 TIM2/TIM5 和这种方法，我能够测量从几赫兹到几MHz 的 PWM 信号。感谢您分享此代码！

【参考方案2】：

您可以计算代码在中断中占用的周期，并添加额外的中断延迟周期（10-20 ？）。然后你可以看到你的最大捕获频率是多少。我敢打赌它会接近 400Khz。

我认为 STM-F401RE 以 80Mhz 运行是无法做到这一点的。

【讨论】：

嗨，在我的中断例程中，只有一个变量被递增。 void HAL_TIM_IC_CaptureCallback( *htim) edgeCounter++; 我认为这样做不需要太多周期。我让程序运行大约100ms，然后根据edgeCounter的数量计算频率。它能够感应到 2.9MHz 的频率，但在 5kHz 左右总是存在不确定性。正如我从代码中看到的，检测到的边缘的数量有很大的变化。