STM32L4 HAL库实现TIM ETR计数测频率

lvkanger · 发表于 2018-7-23 10:53:54

最近看了一篇高精度高频频率测量的文章，觉得写的很好，于是打算按照文章进行实现。
一开始的思路是用STM32L4的TIM2的ETR脚进行脉冲计数(前置电路已经把波形整理成方波)，
TIM7进行定时1S钟去读取TIM2 CNT计数，这样CNT值就是测得的方波的频率。

代码实现的时候，用Debug模式查看寄存器值，也跟参考手册的寄存器进行了比较，确实没有什么问题。
TIM2使用PA0，PA5，PA15引脚都试过了，还是不行，真的不知道还能是什么原因，请各位大佬不吝赐教！

最后我是使用TIM1实现了我的方案，代码如下：
void TIM1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;

HAL_TIM_Base_DeInit(&TIM1_Handler);
TIM1_Handler.Instance = TIM1; //通用定时器 2
TIM1_Handler.Init.Prescaler = 0; //分频系数,不分频72MHz
TIM1_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP; //向上计数器
TIM1_Handler.Init.Period=0xFFFF; //自动装载值
TIM1_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; //时钟分频银子
HAL_TIM_Base_Init(&TIM1_Handler);

//设置位外部时钟2模式
sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_ETRMODE2;
sClockSourceConfig.ClockPolarity = TIM_ETRPOLARITY_NONINVERTED;
sClockSourceConfig.ClockPrescaler = TIM_ETRPRESCALER_DIV1;
sClockSourceConfig.ClockFilter = 0x0;
HAL_TIM_ConfigClockSource(&TIM1_Handler, &sClockSourceConfig);
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM1_Handler,0);
HAL_TIM_Base_Start(&TIM1_Handler);

}

void TIM7_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM7_Handler.Instance= TIM7;                         //通用定时器7
TIM7_Handler.Init.Prescaler=psc;                   //分频系数
TIM7_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP; //向上计数器
TIM7_Handler.Init.Period=arr;                      //自动装载值
TIM7_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;//时钟分频因子
HAL_TIM_Base_Init(&TIM7_Handler);

HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM7_Handler); //使能定时器7和定时器7更新中断：TIM_IT_UPDATE
TIM7_Enable();
}

//定时器底册驱动，开启时钟，设置中断优先级
//此函数会被HAL_TIM_Base_Init()函数调用
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

if(htim->Instance==TIM1)
{
__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); //使能 TIM1 时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;//复用功能选择很重要，一定要对照数据手册修改
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}/**/

if(htim->Instance==TIM2)
{
}/**/

if(htim->Instance==TIM7)
{
__HAL_RCC_TIM7_CLK_ENABLE();          //使能TIM7时钟

HAL_NVIC_SetPriority(TIM7_IRQn,1,2); //设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级3
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM7_IRQn);       //开启ITM7中断
}

}

//定时器7中断服务函数
void TIM7_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&TIM7_Handler);
}

//回调函数，定时器中断服务函数调用
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{

if(htim==(&TIM7_Handler))
{
//printf("TIM7\r\n");
fq= __HAL_TIM_GET_COUNTER(&TIM1_Handler); //读取1s内计数器计的CNT值即是脉冲的频率
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM1_Handler,0);
}

/*if(htim==(&LPTIM1_Handler))
{
IWDG_Feed();
printf("TIM7\r\n");
}*/
}

int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART2_UART_Init();
delay_init(72);            //延时函数初始化
TIM1_Init();
TIM7_Init((10000-1),7199);//定时器初始化10Khz 的计数频率7199
printf("SystemCoreClock = %d\r\n",SystemCoreClock);

while(1)
{

printf("fq = %d\r\n",fq);
LED_TOGGLE;
delay_ms(1000);

}/**/
}

最后用示波器产生的1KHz的标准方波进行采集测量，fq=1000,证明程序实现了功能。

TIM2与TIM1的区别是TIM2是32位的CNT，而TIM是16位的CNT，也就是说此种方法TIM1最大测频是60KHz左右，
有点遗憾，不过功能基本实现了。也没有60KHz左右的标准波进行测试，准备用IO口产生一个标准波形试一下。
如果想要再测更高频率，可以修改sClockSourceConfig.ClockPrescaler = TIM_ETRPRESCALER_DIV1;
进行分频，这样可以把测量范围提高几倍，
还可以把TIM7的定时时间缩短到100ms，这样测频范围也会扩大10倍，只是理论分析，没有实测，不知道精度如何。