【STM8】PWM 捕获实战：占空比和频率（TIM1）

时间：2025-04-17 15:26:30

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 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.c

INTERRUPT_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

 

 

 

 

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