芯耀
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起因
一直想通過定時器的捕獲通道捕獲 PWM，這種需求是非?；镜?。各種開發(fā)板例程也都有，但是精度不怎么樣，能捕獲的頻率也不是很高。對于高頻和高精度情況下明顯不適用。
有經(jīng)驗的工程師會選擇參考手冊中介紹的 PWM 輸入捕獲功能，但是該功能有一個很大的限制：
一個定時器有四個通道，但是只有兩個通道才可以使用 PWM 輸入捕獲，這極大的限制了可用通道，而在有些需求中，定時器可用通道當然是越多越好。
所以魚鷹一直在苦思冥想一個高精度的通用的 PWM 輸入捕獲程序。
領(lǐng)悟
一天晚上，魚鷹一邊洗衣，一邊思考，終于靈光一閃，既然編碼器功能可以借助兩組通道完成編碼器，為什么 PWM 輸入捕獲不能使用類似的機制呢？
手冊中的 PWM 輸入因為使用了 從模式 功能，才有上述限制，只要我不使用從模式，僅僅使用兩個通道的捕獲功能，就可以解除該限制了吧？
所以借助《如何高效的擴展定時/計數(shù)器？》里面介紹的知識，魚鷹頓悟了……
效果
左邊用邏輯分析儀設(shè)置的輸出參數(shù)，右邊通過捕獲程序捕獲的結(jié)果。
STM32F103，主頻 72 Mhz，定時器時鐘頻率 72 MHz。
我們從上圖可以知道，即使輸入 PWM 頻率高達 1 Mhz，我們的程序還是將其準確測量出來了。
當然在占空比計算方面，因為定時器頻率自身的原因，計算的并不精確，和實際的誤差比較大，不過在這么高的頻率下，只是 10% 的誤差，我認為還是可以接受的。
而頻率達到 3 MHz 時，頻率比較接近（4 % 誤差），但是占空比已經(jīng)出現(xiàn)了很大誤差，已經(jīng)不可用了（可能計算有點問題）。
100 K，占空比 5 % 的情況下，頻率測量誤差 0%，占空比誤差 1%！??！
優(yōu)缺點
由于時間與篇幅原因（花了很多時間做測試），本篇筆記不會介紹捕獲原理（魚鷹要寫的話，一定會盡可能的介紹清楚，所以字數(shù)會比較多，目前時間不足），主要是想通過本篇介紹 F103 72Mhz 的情況下所能達到的極致效果，讓各位在接任務(wù)時有一個概念，看是否能簡單通過 103 完成功能。
現(xiàn)在簡單介紹一下魚鷹這個方案的優(yōu)缺點：
優(yōu)點：
1、不占用 CPU 資源，使用 DMA 與定時器捕獲功能完成。 而如果使用中斷的方式，100KHz 下，10 us 就需要進入一次中斷，基本不用干其他事情了。一旦中斷被別的代碼短暫禁用，錯過了捕獲，那計算的結(jié)果可能就有問題了。
2、可以分時使用定時器的四個通道，不會被所謂的從模式所限制，但能達到和手冊介紹 PWM 輸入捕獲功能一樣的精度。
3、可以捕獲高頻信號（MHz），并且精度高。
4、精度和定時器時鐘頻率有很大關(guān)系（F1 1/72 us），如果 F4 的芯片，定時器頻率更高，那么可以達到更高的精度（可以算優(yōu)點，也可以算缺點）。
5、因為采用 DMA 傳輸 + 硬件（定時器）方式，計算的結(jié)果可以信任，不需要太多的處理（比如濾波）。
6、單個通道可以達到很高的捕獲率，甚至可以通過特定的算法進行實時捕獲，而對 CPU 本身的影響卻很?。床徽加?CPU 資源實時捕獲計算）。
7、解除STM32定時器只能捕獲上升沿或下降沿，而不能雙邊沿捕獲的限制。
缺點：
1、只能分時測量每個通道的 PWM，不能同時測量（如果頻率很高，幾十個微秒就能切換 一次測量，問題不大）。
2、占用 DMA 傳輸通道，導致對應的通道的外設(shè)不能使用（比如串口）
3、代碼很簡單，但是很難理解（下面的代碼計算了所有捕獲，實際上只要計算幾個就行，因為數(shù)據(jù)可以信任）。
uint32_t cal_duty_cycle(capture_buff_def *buff, uint32_t size){assert_param(size > CCR_VALUE_BUFF);for(int i = 0; i < size - 1; i++){cycle_temp[(i << 1)] = buff[i + 1].ccr1 - buff[i].ccr1;cycle_temp[(i << 1) + 1] = buff[i + 1].ccr2 - buff[i].ccr2;}for(int i = 0; i < size - 1; i++){duty_cycle_temp[(i << 1)] = /* cycle_temp[(i << 1)] - */(buff[i].ccr1 - buff[i].ccr2);duty_cycle_temp[(i << 1) + 1] = /* cycle_temp[(i << 1) + 1] - */(buff[i].ccr1 - buff[i].ccr2);}cycle = (1000 * 1000 * 72) / cycle_temp[20];duty_cycle = duty_cycle_temp[20] * 100 / cycle_temp[20];return 0;}
咱們下期再見了！不出意外更新的應該就是本篇的續(xù)集了。
來源：公眾號【魚鷹談單片機】
作者：魚鷹Osprey（emOsprey）
