原標(biāo)題：幾種STM32測(cè)量頻率和占空比方式的利與弊

在STM32中測(cè)量頻率和占空比時(shí)，不同方法的核心特性對(duì)比（避開(kāi)公式和代碼，聚焦實(shí)際利弊）：

一、輸入捕獲（Input Capture）

優(yōu)點(diǎn)

1. 精度極高

• 依賴硬件定時(shí)器，誤差僅由時(shí)鐘源決定（如72MHz定時(shí)器誤差<0.001%）。

2. 實(shí)時(shí)性強(qiáng)

• 硬件自動(dòng)捕獲邊沿時(shí)間，CPU僅需在中斷中處理數(shù)據(jù)，適合高頻信號(hào)（如MHz級(jí)）。

3. 抗干擾能力強(qiáng)

• 可配置輸入濾波器（如抑制100ns以下的毛刺），適合工業(yè)環(huán)境。

缺點(diǎn)

1. 占空比測(cè)量需額外操作

• 默認(rèn)僅捕獲上升沿，需手動(dòng)切換極性或使用雙通道捕獲下降沿。

2. 中斷負(fù)載風(fēng)險(xiǎn)

• 高頻信號(hào)（如1MHz）可能每微秒觸發(fā)一次中斷，需優(yōu)化中斷處理邏輯。

3. 資源占用固定

• 必須占用一個(gè)定時(shí)器通道，且配置較復(fù)雜。

典型場(chǎng)景

• 電機(jī)PWM控制、超聲波測(cè)距、高頻信號(hào)分析。

二、外部中斷（EXTI） + 定時(shí)器

優(yōu)點(diǎn)

1. 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單

• 僅需配置GPIO中斷和基礎(chǔ)定時(shí)器，適合快速原型開(kāi)發(fā)。

2. 資源占用極低

• 不依賴高級(jí)定時(shí)器功能，可用任意GPIO引腳。

缺點(diǎn)

1. 精度受限

• 依賴HAL_GetTick()（ms級(jí)）或通用定時(shí)器（通常1μs分辨率），無(wú)法測(cè)量高頻信號(hào)。

2. 占空比測(cè)量困難

• 需手動(dòng)管理上升沿/下降沿狀態(tài)機(jī)，容易因抖動(dòng)出錯(cuò)。

3. 抗干擾差

• 無(wú)硬件濾波，噪聲可能導(dǎo)致誤觸發(fā)。

典型場(chǎng)景

• 低頻按鈕檢測(cè)、簡(jiǎn)單心跳信號(hào)監(jiān)測(cè)。

三、PWM輸入模式（TIM PWM Input）

優(yōu)點(diǎn)

1. 一鍵測(cè)量頻率和占空比

• 硬件自動(dòng)捕獲周期和高電平時(shí)間，單次中斷即可獲取完整數(shù)據(jù)。

2. 精度與輸入捕獲相當(dāng)

• 同樣依賴硬件定時(shí)器，誤差極小。

缺點(diǎn)

1. 資源占用高

• 需同時(shí)占用兩個(gè)定時(shí)器通道（IC1和IC2），且配置復(fù)雜。

2. 靈活性低

• 僅適用于標(biāo)準(zhǔn)PWM信號(hào)（固定占空比和周期）。

典型場(chǎng)景

• 伺服電機(jī)控制、舵機(jī)信號(hào)解析。

四、軟件輪詢（Polling）

優(yōu)點(diǎn)

1. 無(wú)需中斷

• 適合超低頻信號(hào)（如每秒幾次變化），避免中斷開(kāi)銷。

2. 實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單

• 直接讀取GPIO狀態(tài)，無(wú)需配置定時(shí)器或中斷。

缺點(diǎn)

1. 精度極差

• 依賴CPU循環(huán)延遲，誤差可能達(dá)毫秒級(jí)。

2. CPU占用率高

• 需持續(xù)輪詢，無(wú)法同時(shí)處理其他任務(wù)。

3. 無(wú)法測(cè)量占空比

• 僅能檢測(cè)電平變化，無(wú)法計(jì)算高電平時(shí)間。

典型場(chǎng)景

• 調(diào)試階段簡(jiǎn)單信號(hào)監(jiān)測(cè)、極低頻狀態(tài)指示。

五、比較總結(jié)表

六、選型建議

1. 高頻信號(hào)（>10kHz）：優(yōu)先選輸入捕獲或PWM輸入模式。

2. 低頻信號(hào)（<1kHz）：若精度要求不高，可用外部中斷；若需極簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)，用輪詢。

3. 同時(shí)測(cè)頻率和占空比：直接選PWM輸入模式，避免復(fù)雜狀態(tài)機(jī)。

4. 資源緊張場(chǎng)景：嘗試復(fù)用定時(shí)器通道（如用同一定時(shí)器測(cè)多路信號(hào)）。

關(guān)鍵原則：根據(jù)信號(hào)頻率、精度需求和資源限制，選擇能滿足需求的最簡(jiǎn)單方案。