【单片机】STM32单片机频率计程序，外部脉冲计数程序，基于脉冲计数的频率计程序，STM32F103

定时器外部脉冲计数功能

两种方法用于在单片机中实现频率计的功能。

第一种方法是通过定时器来衡量信号的周期，然后将周期转换为频率。在这种方法中，你可以使用单片机的定时器模块来测量输入信号的周期，定时器会产生一个计数值，你可以根据这个计数值来推算出输入信号的周期，并通过简单的数学运算将周期转换为频率。【定时器捕获功能】

第二种方法是统计一定时间内脉冲的个数。在这种方法中，你可以使用单片机的输入捕获功能来记录输入脉冲的次数。通过在一段固定的时间内记录脉冲的个数，然后将脉冲个数除以时间，就可以得到频率值。【定时器外部脉冲计数功能】

本文使用第二种，【定时器外部脉冲计数功能】。

程序实现

TIM1 定时一秒钟中断

这里有篇博客介绍：
https://qq742971636.blog.csdn.net/article/details/131387700

TIM2 外部脉冲计数配置

首先，通过RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE)和RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)使能了TIM2和GPIOA的时钟。

然后，使用GPIO_InitStructure结构体对GPIOA的Pin 0进行配置，设置为输入模式（GPIO_Mode_IPD）并设置为下拉模式。这样可以确保输入信号的稳定性。

接着，初始化定时器TIM2。设置计数器自动重装值为0xFFFF，表示计数器将在达到该值后重新装载。预分频器被设为0，时钟分割被设置为TIM_CKD_DIV1，即不分割时钟。计数模式被设置为向上计数模式（TIM_CounterMode_Up）。最后通过TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure)函数进行初始化。

使用TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM2,TIM_TS_ETRF)配置外部触发模式，这样定时器才能根据外部脉冲信号进行计数。

使用TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0)配置外部触发源的细节，包括设置分频系数、极性等。这里的参数都是一些默认值。

通过TIM_SetCounter(TIM2, 0)将计数器的初始值设置为0。

最后，使用TIM_Cmd(TIM2, ENABLE)使能定时器。

TIM3 PWM产生

这里有篇博客介绍：
https://qq742971636.blog.csdn.net/article/details/131445707

总程序

将TIM3_CH1 PWM引脚PA6接上外部脉冲计数引脚TIM2_CH1 PA0，电脑接收串口0的输出，即可看到打印出的频率数值。

#include "sys.h"
#include "usart.h"

long freq = 0;//频率
long freq_cnt = 0;

void TIM2_Cap_Init(u16 arr, u16 psc)      //配置 TIM2_CH1_ETR 为外部脉冲计数
{
    
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);    //使能TIM2时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能GPIOA时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;              //PA0 清除之前设置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;           //PA0 输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);                       //PA0 下拉

    //初始化定时器2 TIM2
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;              //设定计数器自动重装值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;             //预分频器
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);         //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM2, TIM_TS_ETRF);          //配置外部触发，否则不会计数
    TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0);
    TIM_SetCounter(TIM2, 0);

    //中断优先级NVIC设置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;  //TIM2中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                  //使能定时器
}

void TIM2_UP_IRQHandler(void)   //TIM2中断
{
    
    
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)           //溢出中断
    {
    
    
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);          //清除中断标志
        freq_cnt++;             //freq_cnt加1
    }
}


//初始化定时器为中断触发
void TIM1_Init(u16 arr, u16 psc) {
    
    
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); //时钟使能

    //定时器TIM1初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断

    //中断优先级NVIC设置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;  //TIM1中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器

    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM1

}


/* 定时器1中断服务程序 */
void TIM1_UP_IRQHandler(void)                                    /* TIM1中断 */
{
    
    
    if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET)  /* 检查TIM1更新中断发生与否 */
    {
    
    
        TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);   /* 清除TIM1更新中断标志 */
        freq = freq_cnt * 0XFFFF + TIM_GetCounter(TIM2);                   //读取单位时间内计数器计的CNT值
        printf("%ld Hz \r\n", freq);//打印频率
        freq = 0;
			  freq_cnt = 0;
			  TIM_SetCounter(TIM2, 0);
    }
}


//TIM3 PWM部分初始化
//PWM输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc) {
    
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;


    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);    //使能定时器3时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟


    //设置该引脚为复用输出功能
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //TIM3_CH1 TIM3_CH2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1; //TIM3_CH3 TIM3_CH4
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

    //初始化TIM3
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC1

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式3
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC3

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式4
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC4

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR1上的预装载寄存器
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
    TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR3上的预装载寄存器
    TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR4上的预装载寄存器

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
}


int main(void) {
    
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);               /* 设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级 */
    delay_init();                                                   /* 延时函数初始化 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);      /* 关闭jtag，使能SWD，可以用SWD模式调试 */
    delay_ms(500);                                                /* 等待稳定 */
    uart_init(115200);

    TIM1_Init(10000 - 1, 7200 - 1);//1s一次中断

    TIM2_Cap_Init(0XFFFF, 0); //定时器2初始化

    TIM3_PWM_Init(7200, 0);    /* 10KHz PWM PA6 */
    TIM_SetCompare1(TIM3, 3600);
    TIM_SetCompare2(TIM3, 3600);
    TIM_SetCompare3(TIM3, 3600);
    TIM_SetCompare4(TIM3, 3600);


    while (1) {
    
    

    }
}

10KHz PWM PA6 接到TIM2 PA0。