关于测量PWM波高电平时间误差问题

shiqinghai

如题，最近在测试方波高电平时间，以战舰V3的实验15：输入捕获实验为例，测试1KHz，50%的PWM波，理论上是500us的高电平时间，（示波器也的确测试出500us的高电平时间），但是从PA0口输入，打印到屏幕上却是498us，而且测试很多组数据，都发现高电平时间差2us；稍微改动历程的中断处理函数，变为测量两个上升沿，即测试周期，发现为998us，示波器上也是1000us，这个说明STM32产生的PWM波的高电平时间以及周期都不会产生误差，PWM波的产生正常，但是输入捕获，测量高电平以及周期会产生误差？即2us的误差？求问这个2us的误差来源？

测量占空比和周期，还有另外一种方法，即中文参考手册里面的PWM输入模式，这个可以测量高电平时间以及周期，还是以战舰V3开发板，论坛里的历程移植，测试1KHz 40%的占空比（示波器测试正确），屏幕打印发现差1us，高电平时间以及周期都是差1us，求解释这个1us的误差来源？
小弟认为是程序指令上的误差（空想），能不能用数据说明？即执行一个指令需要多少时间？这个2us的误差是由于调用哪条指令，执行哪些指令产生的？

shiqinghai

ricefat 发表于 2016-1-30 14:21
输入捕获功能在芯片中应该包括了一个滤波过程，你看下参考手册，里面好像有关于输入捕获引脚电路结构。即使 ...

经过别人的提示，暂时解决了PWM输入模式下，差1us的问题，这个1us的误差，是因为计数器的计数初值问题，计数器从0-ARR，从0开始计数，而算占空比的时候，习惯与从1开始计数，所以
duty = TIM_GetCapture1(TIM4)+1;                                        
period=TIM_GetCapture2(TIM4)+1;
duty跟period都应该+1，对应到主函数里设置占空比的函数： TIM_SetCompare1(TIM3,25);
这样在输出
printf("High Level= %dus \r\n",duty);                               
printf("Period= %dus\r\n",period);
printf("Duty Ration= %d%%\r\n",duty*100/period);
高电平时间，周期，占空比就不会有问题了
还有关于指令的执行所需要的时间，肯定不可能有这么大的误差，（在PWM输入模式下，可能都没有这方面的问题）

ricefat

输入捕获功能在芯片中应该包括了一个滤波过程，你看下参考手册，里面好像有关于输入捕获引脚电路结构。即使是最简单的RC滤波也会造成一定的延时。另外STM32因为芯片结构设计的问题（流水线什么的），指令的执行时间不能像51那样明确计算。具体的可以去看看cortex M芯片的设计手册

shiqinghai

输入捕获实验：TIM_SetCompare2(TIM3,500);设置50%的占空比，应该输出500us高电平时间才对，但是实际输出498us，差2us,测试很多组数据，发现也是差2us；

这个2us的误差来源是由于计数初值的问题；在timer.c文件中测量高电平的时间是这样的，上升沿到来时，进中断，把计数器清0 TIM_SetCounter(TIM5,0);然后等待下降沿，到来时获取计数器的值，TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);注意此时从TIM_SetCounter(TIM5,0);到TIM_GetCapture1(TIM5);这两个差值即为高电平时间，但是是从0开始计数的；把清0变为设置为1，即TIM_SetCounter(TIM5,1);可以发现为499us，误差为1us；说明2us的误差其中1us是这里的缘故；另外1us的缘故在于TIM_SetCompare2(TIM3,500);这里，也是从0开始计数的，0到500，是501个数字，而我们认为这儿是500us的高电平，人为的认为是从1开始计数的，解决方法是TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5)+1;加1即可；或者temp+1也行；亲测修改过后，高电平时间正确，符合预计的500us高电平时间。