STM32定时器捕获测不同频率相位差

在 STM32 中，可以使用定时器捕获模式来测量不同频率的信号相位差。下面是一个简单的示例代码，用于测量两个输入信号的相位差：

#include "stm32f4xx.h"

/* 定义定时器和输入捕获通道 */
#define TIMER TIM3
#define CH1_PIN GPIO_Pin_6
#define CH1_PORT GPIOA
#define CH2_PIN GPIO_Pin_7
#define CH2_PORT GPIOA

/* 定义时钟频率和计数器最大值 */
#define SYS_CLK_FREQ 168000000
#define TIMER_CLK_FREQ 84000000
#define TIMER_MAX_CNT 65535

/* 定义输入捕获计数器和周期计数器 */
volatile uint32_t ch1_cnt, ch2_cnt, period_cnt;

/* 定义输入捕获时间戳 */
volatile uint32_t ch1_time, ch2_time;

/* 定义定时器初始化函数 */
void timer_init(void)
{
    /* 使能定时器时钟 */
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    /* 配置定时器为向上计数模式，计数器频率为 TIMER_CLK_FREQ */
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TIMER_MAX_CNT;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (SYS_CLK_FREQ / TIMER_CLK_FREQ) - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIMER, &TIM_TimeBaseStructure);

    /* 配置输入捕获通道1和通道2 */
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;
    TIM_ICInit(TIMER, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;
    TIM_ICInit(TIMER, &TIM_ICInitStructure);

    /* 使能输入捕获中断 */
    TIM_ITConfig(TIMER, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2, ENABLE);

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

/* 定义输入捕获中断处理函数 */
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIMER, TIM_IT_CC1) != RESET) {
        /* 获取输入捕获时间戳 */
        ch1_time = TIM_GetCapture1(TIMER);

        /* 计算输入捕获计数器 */
        ch1_cnt = ch1_time + period_cnt * TIMER_MAX_CNT;

        TIM_ClearITPendingBit(TIMER, TIM_IT_CC1);
    }

    if (TIM_GetITStatus(TIMER, TIM_IT_CC2) != RESET) {
        /* 获取输入捕获时间戳 */
        ch2_time = TIM_GetCapture2(TIMER);

        /* 计算输入捕获计数器 */
        ch2_cnt = ch2_time + period_cnt * TIMER_MAX_CNT;

        /* 计算周期计数器 */
        period_cnt = (ch2_cnt < ch1_cnt) ? period_cnt + 1 : period_cnt;

        TIM_ClearITPendingBit(TIMER, TIM_IT_CC2);
    }
}

int main(void)
{
    /* 初始化定时器和输入捕获通道 */
    timer_init();

    while (1) {
        /* 计算相位差 */
        uint32_t phase_diff = ch2_cnt - ch1_cnt + period_cnt * TIMER_MAX_CNT;

        /* 打印相位差 */
        printf("Phase difference = %u\n", phase_diff);
    }
}

该代码使用定时器 TIM3 和输入捕获通道 1 和 2 来测量两个输入信号的相位差。在输入捕获中断处理函数中，我们获取输入捕获时间戳，并计算输入捕获计数器和周期计数器。最后，在主循环中，我们计算相位差并打印结果。需要注意的是，由于 STM32 的定时器计数器是 16 位的，因此需要使用周期计数器来计算输入捕获计数器的溢出次数。