STM32定时器捕获测两个不同频率方波的相位差

在使用STM32定时器进行捕获测量相位差之前，需要了解待测量的两个方波的频率，以确定定时器的配置参数。以下是一个简单的方法来实现这个任务：

1. 确定定时器的输入时钟频率和预分频器值。输入时钟频率通常是CPU时钟频率，而预分频器的值则决定了计数器每计数一次所需的时钟脉冲数。例如，如果输入时钟频率为72MHz，预分频器的值为72，则计数器每计数一次需要1us。

2. 设定定时器的计数模式和计数范围。在本例中，我们需要使用定时器的捕获模式来测量两个方波的上升沿/下降沿到达时间。因此，我们需要将定时器设置为捕获模式，并选择捕获上升沿/下降沿的触发条件。此外，需要设定计数器的计数范围，以防止计数器溢出。

3. 配置定时器的通道和捕获寄存器。在本例中，我们需要使用两个定时器通道来捕获两个方波的时间戳。每个通道对应一个捕获寄存器，用于存储捕获时间戳的值。

4. 在定时器中断中读取捕获寄存器的值，并计算两个方波的相位差。由于我们已经知道了方波的频率和计数器每计数一次所需的时间，因此可以使用捕获时间戳的差值计算出相位差。

下面是一个简单的代码示例，用于捕获测量两个不同频率方波的相位差：

#include "stm32f10x.h"

uint32_t capture1 = 0, capture2 = 0;
uint32_t period1 = 0, period2 = 0;
float phase_diff = 0;

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1);
        capture1 = TIM_GetCapture1(TIM2);
        period1 = capture1 - TIM_GetCapture2(TIM2);
    }
    else if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC2) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2);
        capture2 = TIM_GetCapture2(TIM2);
        period2 = capture2 - TIM_GetCapture1(TIM2);
    }

    if(period1 != 0 && period2 != 0)
    {
        if(period1 > period2)
        {
            phase_diff = (capture1 - capture2) * 360.0 / (period2 * 2.0);
        }
        else
        {
            phase_diff = (capture2 - capture1) * 360.0 / (period1 * 2.0);
        }
    }
}

int main(void)
{
    // 初始化GPIO和定时器
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    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 = 0x0;
    TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling;
    TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2, ENABLE);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

    while(1);
}

在上面的代码中，我们使用TIM2通道1和通道2来捕获两个方波的上升沿和下降沿。当捕获到上升沿或下降沿时，将触发TIM2_IRQHandler中断，并读取相应的捕获寄存器的值。根据捕获时间戳的差值，计算出两个方波的相位差。最后，我们可以将相位差转换为角度，并将其存储在phase_diff变量中。