STM32定时器学习记录（二）

2.定时器计时，ETR模式计数

（1）问题分析

问题由来：项目需要对一个外部输入信号统计一段时间内负脉冲（低电平）的个数
思路：一个定时器用来计时1分钟，一个定时器通过ETR模式进行边沿检测并计数（本次检测下降沿以获取负脉冲个数）
平台：STM32F103小板-正点原子（PWM输出，上一次已介绍）+STM32F407最小系统板（定时计数）

（2）具体实现

定时1分钟实现：由于采用的F407 的TIM3进行计时，，TIM3 的时
钟为 84M，再根据我们设计的 arr 和 psc 的值，就可以计算中断时间了。计算公式如下：
Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk；
其中：
Tclk：TIM3 的输入时钟频率（单位为 Mhz）。
Tout：TIM3 溢出时间（单位为 us）。
而arr和psc两个最大取到65535，最大计时约为51秒多一点，因此单个中断不能实现，这里就设定6秒进一次中断，在中断里用一个变量进行计数，当计数到10时再去执行其他操作。TIM3配置和中断函数如下：

//通用定时器3中断初始化
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
//Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
//这里使用的是定时器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr, u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); ///使能TIM3时钟

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; 	//自动重装载值
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc; //定时器分频
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //初始化TIM3

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); //允许定时器3更新中断
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器3

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //定时器3中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01; //抢占优先级1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03; //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}
u16 CNT=0;
u8 count=0;
//定时器3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET) //溢出中断
    {
		count++;
    }
    TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}

脉冲计数采用TIM5，每个下降沿计数一次，TIM配置如下：

void TIM5_ETR_Init(u16 arr)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;//设置GPIO为TIM的时钟输入引脚
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;//设置定时器参数


	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //打开PB端口时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);//使能TIM时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//gpio模式设置为复用模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//设置为推挽
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_UP ;//不上下拉，GPIO_PuPd_NOPULL
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_TIM5); //设置GPIO复用为中断定时器输入
	
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;//自动重装载值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //定时器分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);

	TIM_TIxExternalClockConfig(TIM5, TIM_TIxExternalCLK1Source_TI1, TIM_ICPolarity_Falling, 0); //设置输入滤波和边沿检测 TIM_TIxExternalCLK1Source_TI1ED    TIM_TIxExternalCLK1Source_TI1
    TIM_SetCounter(TIM5, 0); //计数器清零
    TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);//使能TIMx外设
}
void TIM5_IRQHandler()
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET) { //判断是否是溢出中断

        TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update); //清除溢出中断标志位
    }
}

主函数：

int main(void)
{     	

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);  //初始化延时函数
	uart_init(115200);//初始化串口波特率为115200
	LED_Init();

	TIM5_ETR_Init(84);//采样频率为84MHz/84=1MHz,不分频，外部信号频率暂定为100Hz，采样频率应大于200Hz（采样定理）
	TIM3_Int_Init(60000,8400);	//定时器时钟84M，分频系数8400，所以84M/8400=10Khz的计数频率，计数5000次为500ms
   	while(1)
	{
		while(count==10)
		{
			CNT=TIM_GetCounter(TIM5);//获取1分钟计数值
			FrenQ=CNT/60.0;//频率计算，可和发送的频率对比
			printf("FrenQ:%.1fHz\r\n", FrenQ);
			printf("CNT:%d\r\n", CNT);
			count=0;//计数归零，重新计时1分钟
			TIM_SetCounter(TIM5, 0);//计数器归零，重新开始计数
		}		
		LED0=!LED0;
		delay_ms(1000);
	}
}

本次发送的波形频率为100Hz,周期为10ms，第一分钟的计数值误差较大，后续计数稳定在5917负脉冲，理论上应该6000个负脉冲，最初以为是计数器精度问题，后用示波器实际测量输出波形，发现其频率为10.14ms左右，60s内的负脉冲个数算出来约为5917，因此判断问题是由于PWM波发送的实际周期大于设定周期导致。