【STM8】PWM 捕获实战：占空比和频率（TIM1）

1. 前言

基于《【众拳STM8 40 讲】PWM 输入捕获原理与实验（频率）》我们已经了解了利用 STM8 库函数如何捕获和计算 PWM 的频率，但是确没有介绍占空比的捕获方法。

基于《【思修STM8 39 讲】PWM 输入捕获之占空比测量（寄存器版）》我们了解了 PWM 捕获的详细流程步骤，但是其并非利用 STM8库函数实现，同时也没有利用中断实现采集。

下面我们介绍利用 STM8库函数和中断的方式来实现利用 TIM1 捕获 PWM 占空比和频率。

2. 实现代码

PWM 采集规定是：CH1 上升捕获，CH2 下降沿捕获

以下代码利用了 TIM1 的 PWM输入模式+复位触发模式 进行 PWM 采集

// tim1.c/*** TIM1 PWM 输入初始化*/
void TIM1_PWMI_Init()
{// 重置初始化TIM1_DeInit();// 初始化 TIME1 时基单元// 16预分频，向上计数，每 1s/1M = 1us 计数器值加 1（累加 1000 次需要 1 毫秒）// 参数说明：预分配值，计数模式，自动重装载值（计数器值到 65536 后重新装载），计数器起始值（计数器值重新装载后从0开始）TIM1_TimeBaseInit(15, TIM1_COUNTERMODE_UP, 65536-1, 0);// PWM的通道1配置// PWM的通道2无需配置，因为 TIM1_PWMIConfig(...) 内部已经进行了配置//// 参数说明：//　　1. TIM1 通道1//　　2. 极性：上升沿捕获//　　3. 输入脚：TIM1_ICSELECTION_DIRECTTI 表示直接将 T1 信号经过 TI1FP1 发送给 IC1 模块进行处理//　　4. 预分频：意思是控制在多少个输入周期做一次捕获；【经过实际测试，复位触发模式下该值无效，都是按照1分频执行】//       　　　　1M 系统时钟，捕获 20Hz PWM 一个周期需要计数 50000  次（1M/20=50000），TIM1 最大计数有65536，可以捕获//       　　　　1M 系统时钟，捕获 15Hz PWM 一个周期需要计数 66666  次（1M/15=66666），TIM1 最大计数有65536，无法捕获//　　5. 滤波频率：经历几个周期相同的跳变则波形稳定，此处不滤波。如果频率捕获偶发值不对，那么可以启用 0x02（4个事件）TIM1_PWMIConfig(TIM1_CHANNEL_1, TIM1_ICPOLARITY_RISING, TIM1_ICSELECTION_DIRECTTI, TIM1_ICPSC_DIV1, 0x02);// 选择输入触发源// 设置 TI1FP1 的信号为触发输入源// 芯片根据触发源的触发信息自动设置 触发复位模式 的一些动作（包括：复位计数器值等）TIM1_SelectInputTrigger(TIM1_TS_TI1FP1);  // TIM1_SMCR |= 0x50;// 从模式选择// 从模式选择为触发复位模式TIM1_SelectSlaveMode(TIM1_SLAVEMODE_RESET);  // TIM1_SMCR |= 0x04;// 输入捕获/比较输出使能//【经过实际测试，以下使能代码可以注释掉，但是为了安心还是加上去】TIM1_CCxCmd(TIM1_CHANNEL_1, ENABLE);TIM1_CCxCmd(TIM1_CHANNEL_2, ENABLE);
}/*** 开始 PWM 捕获*/
void TIM1_PWMI_Start()
{// 清空俘获中断标志TIM1_ClearITPendingBit(TIM1_IT_CC1);TIM1_ClearFlag(TIM1_FLAG_CC1);// 启用中断函数：俘获比较通道CH1中断TIM1_ITConfig(TIM1_IT_CC1, ENABLE);// 开定时器//【经过实际测试，定时器就算未开启，上面的 TIM1_IT_CC1 中断仍正常进入，但是获取的计数器值不确定】TIM1_Cmd(ENABLE);
}/*** 终止 PWM 捕获*/
void TIM1_PWMI_Stop()
{// 关闭中断函数：俘获比较通道CH1中断TIM1_ITConfig(TIM1_IT_CC1, DISABLE);// 关闭定时器TIM1_Cmd(DISABLE);
}/*** 获取 TIM1 CH1 捕获的 PWM 频率** @return integer  频率*/
u16 TIM1_PWMI_GetFreq()
{return GV_Tim1PwmiFreq;
}/*** 获取 TIM1 CH1 捕获的 PWM 正占空比** @param short number  PCB上的编号*/
double TIM1_PWMI_GetDuty()
{return GV_Tim1PwmiDuty;
}

// stm8s_it.cINTERRUPT_HANDLER(TIM1_CAP_COM_IRQHandler, 12)
{// 初始化u16 icValueB, icValueC;// 中断：PWM 捕获//【经过实际测试】复位触发模式的第一个上升沿不会触发中断，第一个下降沿和第二个上升沿会触发中断//　　　　　　　　实际编码过程中，我们只需要关注第二个上升沿中断就可以了，其他动作STM8库函数会自动处理。if( TIM1_GetITStatus(TIM1_IT_CC1) != RESET ){// B 点：第一个下降沿的计数器值（TIM1 CH2）// C 点：第二个上升沿的计数器值（TIM1 CH1）icValueB = TIM1_GetCapture2();icValueC = TIM1_GetCapture1();// 计算频率和周期// 这里的 1000000 是基于初始化函数中的系统时钟设置（16预分频 = 1000000）// 这里的 100.0 小数点表示将表达式 icValueB*100.0/icValueC 的过程和结果以浮点数来进行GV_Tim1PwmiFreq = 1000000/icValueC;GV_Tim1PwmiDuty = icValueB*100.0/icValueC;// 清除中断标志位TIM1_ClearITPendingBit(TIM1_IT_CC1);    TIM1_ClearFlag(TIM1_FLAG_CC1);}
}

上述代码中用到的PWM采集原理请参考《【思修STM8 39 讲】PWM 输入捕获之占空比测量（寄存器版）》

备注：仅 TIM1-CH1 和 CH2 两个通道支持复位触发模式；CH3 和 CH4 不支持复位触发模式，也不支持 TIM1_PWMIConfig(...) 进行配置，需要直接利用 TIM1_ICInit(...) 函数进行配置，PWM 的频率和占空比采集代码和上述也有不同，具体参见《【STM8】PWM 捕获实战：占空比和频率（TIM2）》。所以一个项目内如果需要需要同时开启 TIM1-CH1 和 CH3 输入捕获，那么就不能用复位触发模式了，否则两种方案的采集代码会冲突（因为复位触发模式会将计数器值设置为0，那么就会冲突到CH3的采集）。

注意：建议使用 TIM1 就启用一个功能：输入捕获或者输出比较

　　　主要考虑到不同通道输出/捕获时都同时设置 TIM1_TimeBaseInit 函数，会相互干扰，为了减少程序复杂度所以建议使用 TIM1 就启用一个功能