摘要：利用定時器產生PWM波。然后利用32的外部中斷和定時器來測量32輸出的波形硬件：STM32F103C8T6核心板、示波器、串口調試助手所用到的的引腳為PA8和PA0。測量方案：在第一次外部中斷（上升沿觸發）到之時，開啟定時器，同時計數器清零。然后等待第二次中斷到來，在第二次外部中斷（上升沿觸發）到之時，獲取計數器的計數值，同時關閉計數器。因為知道了計數器計數一個數的時間，所以在第二次外部中斷（上升沿觸發）到之時，獲取計數器的計數值，通過這個值就知道一個脈沖的時間周期。時間周期的倒數就是外部信號的頻率。

一、利用TIM1的CH1產生PWM波pwm.c

#include “pwm.h” void TIM1_PWM_Init（u16 arr，u16 psc） { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_TIM1， ENABLE）; RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA ， ENABLE）; //使能GPIO外設時鐘使能 //設置該引腳為復用輸出功能，輸出TIM1 CH1的PWM脈沖波形

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //輸出PWM的頻率為200 000/100=2 000 HZ=2K 實際示波器測量

2.00055K TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //驅動（單片機提供給）計數器的時鐘是72 000 000/36 0=200kHZ TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設置時鐘分割：TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上計數模式 TIM_TimeBaseInit（TIM1， &TIM_TimeBaseStructure）; //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式：TIM脈沖寬度調制模式2

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 3600; //設置待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值 這個值要為arr：自動重裝值的一半，占空比才為50% TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性：TIM輸出比較極性高 TIM_OC1Init（TIM1， &TIM_OCInitStructure）; //根據TIM_OCInitStruct中指定的參數初始化外設TIMx

TIM_CtrlPWMOutputs（TIM1，ENABLE）; //MOE 主輸出使能 TIM_OC1PreloadConfig（TIM1， TIM_OCPreload_Enable）; //CH1預裝載使能 TIM_ARRPreloadConfig（TIM1， ENABLE）; //使能TIMx在ARR上的預裝載寄存器 TIM_Cmd（TIM1， ENABLE）; //使能TIM1 }pwm.h

#ifndef __PWM_H #define __PWM_H #include “sys.h” void TIM1_PWM_Init（u16 arr，u16 psc）; #endifmain.c

#include “delay.h” #include “sys.h” #include “pwm.h” int main（void） { delay_init（）; //延時函數初始化 //10k 7199 //20k 3599 //8k 8999 TIM1_PWM_Init（7199，0）; //不分頻，輸出PWM頻率=72000K/（7199+1）=10Khz while（1） { } }定時器1的通道1對應的是PA8引腳，連接示波器可以測出波形

二、將PA8與PA0相連接這里利用PA8輸出的PWM波形讓PA0外部中斷引腳測量。

三、外部中斷和定時器測量頻率在配置定時器時最重要的就是配置定時器的預分頻系數和重裝載值。定時器的本質就是一個計數器，計數到我們設定的值后就會溢出，也就是重新從0開始開始計數。設置預分頻系數就是設置計數器的頻率，假設為71，F1的系統時鐘為72M，經過72分頻，給計數器的時鐘頻率就是1M，周期就是1/1M=1us。也是就1us計一個數。那么計幾個數呢？這就要看重裝載值ARR，這里我們設置為0XFFFF，也就是計數65536個數，就是計滿整個寄存器的值。為什么要分頻系數為72，重裝載值為0XFFFF？這里給出詳細的分析過程。

1 為什么要分頻系數為72F1的系統時鐘為72M，F1的系統時鐘為72M，如果不分頻的話，提供給定時器的時鐘就直接是72MHZ。72MHz是個什么概念？72MHz它對應的周期就是（1/72000000）秒，也就是計數器從0計數到最大值65535，只需要花費（65535/72000000）秒≈1ms。這句話的意思就是如果你不分頻，計數器最大只能定時1ms。那么你的定時器每隔1ms就會溢出一次。如果經過72分頻，給計數器的時鐘頻率就是1M，周期就是1/1M=1us，也是就1us計一個數。換句話就是可以采樣的波形頻率為1M，提高了采樣頻率。另一方面也是容易計算，計一個數1us，計count個數就是count個us，頻率就是1000000/count（HZ）。

2 為什么要重裝載值為0XFFFF最大采樣間隔是跟定時器的中斷間隔相關的，定時器產生溢出中斷后計數值CNT會自動清0，定時器的中斷間隔由分頻系數Prescaler和自動重裝載寄存器Period決定，分頻系數前面已經確定，那最大采樣間隔只需要考慮自動重裝載寄存器Period的設置，比如頻分析系數71，自動重裝寄存器值65535，則中斷間隔=65536/72000000/72=65.536ms，即最大采樣間隔65.536ms，如果65.536ms內沒有檢測到一個脈沖，則這么設定間隔是不合理的，必須想辦法犧牲最小的采樣時間1us（擴大分頻系數）或者擴大自動重裝寄存器值（16位《65535）來增加定時器中斷間隔，也可以編寫自己的應用函數來計算溢出的定時時間。一般來說我們使用外部中斷是不需要用到定時器的，看原子和野火的外部中斷實驗也沒有用到外部中斷。但是現在不是利用外部中斷簡單的處理一件事，而是利用外部中斷測量頻率，而測頻率就涉及到時間，而只要涉及到時間，就需要用到定時器了。測量外部信號的頻率，就是測量PWM波對吧！如果我們測量到一個周期的時間，那么不就知道了信號的頻率了嗎？

測量方案：在第一次外部中斷（上升沿觸發）到之時，開啟定時器，同時計數器清零。然后等待第二次中斷到來，在第二次外部中斷（上升沿觸發）到之時，獲取計數器的計數值，關閉計數器。因為我們知道了計數器計數一個數的時間，所以我們到在第二次外部中斷（上升沿觸發）到之時，獲取計數器的計數值，通過這個值就知道一個脈沖的時間周期。時間周期的倒數就是外部信號的頻率。

具體代碼如下：

void EXTI0_IRQHandler（void） { if（EXTI_GetITStatus（EXTI_Line0）！= RESET） { EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line0）;//清除EXTI0線路掛起位 if（CaptureNumber == 0）//第1次上升沿觸發 { TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;//使能定時器2 TIM_SetCounter（TIM2，0）; //清零計數器的值，因為一開始就開始計數了 CaptureNumber++; }

else if（CaptureNumber==1）//第2次上升沿觸發 { TimeCntValue = TIM_GetCounter（TIM2）; Capture = TimeCntValue; CaptureNumber = 0; TIM_Cmd（TIM2，DISABLE）;//使能定時器2 } } } int main（void） { float x; NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）; delay_init（）; uart_init（115200）; TIM2_Init（）; TIM1_PWM_Init（7199，0）; //不分頻，輸出PWM頻率=72000K/（7199+1）=10Khz EXTIA0_Init（）; while（1） { printf（“Fre=%.2f kHz ”，1000000/Capture）; delay_ms（1000）; } }當然你可能覺得這只是測量信號的一個周期脈沖不夠準確，那么也可以測量100次脈沖的時間再除以100，就是一個脈沖的時間，然后再取倒數就可以算出頻率，這種方法也是可以的。具體代碼如下：

void EXTI0_IRQHandler（void） { if（EXTI_GetITStatus（EXTI_Line0）！= RESET） { EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line0）;//清除EXTI0線路掛起位 if（CaptureNumber == 0）//第1次上升沿觸發 { TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;//使能定時器2 TIM_SetCounter（TIM2，0）; //清零計數器的值，因為一開始就開始計數了 CaptureNumber++; } else if（CaptureNumber》0&& CaptureNumber《100） { TimeCntValue0 = TIM_GetCounter（TIM2）; CaptureNumber++; } else if（CaptureNumber==100）//第100次上升沿觸發 { TimeCntValue = TIM_GetCounter（TIM2）; Capture = TimeCntValue/100; CaptureNumber = 0; TIM_Cmd（TIM2，DISABLE）;//使能定時器2 } } }

int main（void） { float x; NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）; delay_init（）; uart_init（115200）; TIM2_Init（）; TIM1_PWM_Init（7199，0）; //不分頻，輸出PWM頻率=72000K/（7199+1）=10Khz EXTIA0_Init（）; while（1） { printf（“Fre=%.2f kHz ”，1000000/Capture）; delay_ms（1000）; } }程序流程圖

當然測量信號頻率的方法可以直接利用TIM的輸入捕獲的方法就可以實現。用外部中斷只是另一種測量方案，具體用哪一種還要看具體情況。

原文標題：利用外部中斷和定時器測量信號頻率

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責任編輯：haq