STM32 定时器与输入捕获测量两个方波相位差

要测量两个方波的相位差，可以使用 STM32 的定时器和输入捕获功能。

初始化定时器和输入捕获功能

首先需要初始化两个定时器，一个用于产生第一个方波，另一个用于产生第二个方波。然后需要初始化两个输入捕获通道，分别用于捕获两个方波的上升沿和下降沿。

捕获两个方波的上升沿和下降沿

在每个定时器的中断服务函数中，需要获取当前定时器的计数值，并记录上一次捕获的计数值和捕获时间。当捕获到上升沿或下降沿时，计算出两次捕获之间的时间差，即可得到当前方波的周期。同时，记录当前方波的上升沿或下降沿时间。

计算相位差

当两个方波的上升沿或下降沿都被捕获后，可以计算它们之间的相位差。假设第一个方波的上升沿时间为 t1，下降沿时间为 t2，第二个方波的上升沿时间为 t3，下降沿时间为 t4，则它们的相位差可以计算为：

phase_diff = (t1 - t3) / (t2 - t1) - (t4 - t2) / (t2 - t1)

其中，分母为第一个方波的周期，分子分别为两个方波上升沿和下降沿之间的时间差。最后，将相位差转化为角度表示即可。

输出相位差

将计算得到的相位差通过串口或其他方式输出即可。

下面是一个简单的示例代码：

#include "stm32f10x.h"

uint32_t t1, t2, t3, t4;
float phase_diff;

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    static uint32_t t1_prev, t2_prev;
    uint32_t t1_now, t2_now;
    static uint8_t t1_flag = 0, t2_flag = 0;

    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        t1_now = TIM_GetCapture1(TIM2);
        t2_now = TIM_GetCapture2(TIM2);

        if (t1_flag == 0)
        {
            t1_prev = t1_now;
            t1_flag = 1;
        }
        else
        {
            t2_prev = t2_now;
            t1_flag = 0;
            TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC2, ENABLE);
        }
    }

    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC2) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2);
        t2_now = TIM_GetCapture2(TIM2);

        if (t2_flag == 0)
        {
            t3 = t2_now;
            t2_flag = 1;
        }
        else
        {
            t4 = t2_now;
            t2_flag = 0;
            TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC2, DISABLE);
            phase_diff = ((float)(t1 - t3) / (float)(t2 - t1) - (float)(t4 - t2) / (float)(t2 - t1)) * 360.0f;
        }
    }
}

int main(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 999;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    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);

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

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

    while(1)
    {
        // Output phase difference through UART or other means
    }
}