stm32f1输入捕获测量相位差

### 使用STM32F10实现相位差测量 对于使用STM32F10系列微控制器进行相位差测量的任务，通常会采用捕捉模式下的定时器来完成这一工作。具体来说，两个信号的上升沿或下降沿的时间戳可以通过外部中断或者定时器输入捕获功能获得，进而计算两者之间的时间差异，从而得出相位差。 #### 定时器配置与初始化 为了精确地测量相位差，推荐使用高级控制定时器(TIM1 或 TIM8)，因为它们提供了更多的通道用于输入捕获。以下是基于TIM1的一个简单例子： ```c #include "stm32f1xx_hal.h" // 假设已经完成了必要的系统初始化和GPIO设置... void TIM_Config(void){ __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); // 使能TIM1时钟 TIM_HandleTypeDef htim1; // 初始化结构体并填充默认参数 htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 71; // 设置预分频值为72MHz/(72+1)=1MHz htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim1.Init.Period = 65535; // 自动重装载值最大 htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_Base_Init(&htim1); // 配置ICU (Input Capture Unit) TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC; sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING; // 上升沿触发 sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; // TI1FP1映射到CH1 sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不分频 sConfigIC.ICFilter = 0xF; // 数字滤波器系数 HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim1, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1); // CH1配置 HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim1, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_2); // CH2配置 // 开启全局中断 HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_CC_IRQn, 0, 1); HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_CC_IRQn); // 启动定时器 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_1 | TIM_CHANNEL_2); } ``` 上述代码片段展示了如何配置一个定时器以准备接收来自两路不同源的脉冲信号，并利用这些信号来进行时间间隔测量[^1]。 #### 中断服务程序(ISR) 每当检测到指定事件发生时（即接收到有效边沿），相应的中断请求会被激活，此时可以在ISR中读取当前计数值作为时间标记保存下来供后续处理。 ```c uint32_t IC_Val1_old = 0, IC_Val2_old = 0; uint32_t IC_Val1_new = 0, IC_Val2_new = 0; float Phase_Difference = 0.0f; void TIM1_CC_IRQHandler(void){ if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim1, TIM_FLAG_CC1IF) != RESET){ // 如果是CH1产生了更新 IC_Val1_new = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1); if(IC_Val1_old != 0 && IC_Val2_old != 0){ uint32_t diff = abs((int32_t)(IC_Val1_new - IC_Val2_old)); Phase_Difference = ((float)diff / (float)SystemCoreClock * 1e6); // 得到相差μS数 printf("Phase Difference: %f us\n", Phase_Difference); IC_Val1_old = IC_Val1_new; IC_Val2_old = 0; // 清除旧值等待下一个周期到来 } __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim1, TIM_IT_CC1); // 清除标志位 }else if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim1, TIM_FLAG_CC2IF) != RESET){ // 如果是CH2产生了更新 IC_Val2_new = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2); IC_Val2_old = IC_Val2_new; __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim1, TIM_IT_CC2); // 清除标志位 } } ``` 这段代码实现了在每次接收到新的电平变化后记录下对应的计数值，并据此计算出两个信号之间的相位差。注意这里假设了系统的主频率(SystemCoreClock)是以Hz表示的实际振荡速率，在实际应用中应当替换为此处的真实值[^2]。

STM32F1系列微控制器是意法半导体推出的一款32位ARM Cortex-M3内核的单片机芯片，该系列芯片广泛应用于工控、汽车电子、消费类电子产品等领域。在STM32F1芯片中，可以使用相位测量功能进行相位测量。 相位测量是指测量两个信号之间的相对相位差。在STM32F1芯片中，可以通过使用定时器模块和输入捕获功能来实现相位测量。 首先，我们需要配置定时器模块和输入捕获通道。可以选择一个定时器作为主要定时器，并为其选择一个输入捕获通道。接下来，需要配置输入捕获通道的工作模式和触发极性等参数。 在测量相位之前，我们需要将信号输入到输入捕获通道。可以通过引脚映射功能将信号引脚与输入捕获通道相连。 在相位测量过程中，定时器会根据设定的工作模式和触发极性产生相应的中断。在中断处理函数中，可以通过读取输入捕获寄存器的值得到定时器计数器的当前值，从而得到信号的相位信息。 通过对两个信号的相位信息进行处理，我们可以计算出它们之间的相对相位差。可以使用一些数学方法，比如角度差的计算公式，来得到相位差的具体数值。 最后，我们可以根据相位差的数值进行相应的控制和应用。比如在电机控制中，可以根据相位差的变化调整电机的转向和转速。 总结起来，通过配置定时器模块和输入捕获通道，输入信号的映射和相位差的计算，我们可以在STM32F1芯片上实现相位测量，并根据相位差进行相应的控制和应用。