多通道输入捕获干扰问题，诉求大佬们帮忙解决，感谢！

Tacking · 发表于2024-12-16 14:14

多通道输入捕获干扰问题，诉求大佬们帮忙解决，感谢！ [复制链接]

写了一个多通道输入捕获的代码，代码见附件。

目的是想通过TIM3的四个通道同时捕获风扇转速反馈回来的方波波形，再计算相应的转速，风扇方波波形如下图：

在调试过程中发现，如果我单独捕获某一个通道的频率时数值是很稳定的，但是两个或者多个一起捕获时，通道数值跳变的很厉害！一直找不到原因。在百度上搜索也没有相关资料，但是看到一篇关于多通道PWM波形输出时有类似情况，说是通道之间干扰。不知道是不是这个原因，也不知道如何去解决。还请大佬们帮忙提供下思路、难道非得一个定时器捕获一个风扇么？我总共12个风扇呐！

四通道输入捕获代码如下：
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：风扇转速捕获初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void FG_Capture_Init(uint16_t ARR,uint16_t PSC)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);			//开启TIM3的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);		//开启GPIOA的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);		//开启GPIOB的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);							//将PA6、PA7引脚初始化为上拉输入
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7);								//将引脚电平全部拉低
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);							//将PB0、PB1引脚初始化为上拉输入
	GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
	GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1);								//将引脚电平全部拉低
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);									//选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = ARR;						//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = PSC;					//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);				//将结构体变量交给TIM_TimBaseInit，配置TIM3的时基单元
	
	/*输入捕获初始化*/
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;				//选择配置定时器通道1
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;							//输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;		//极性，选择为上升沿触发捕获
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;			//捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;	//输入信号交叉，选择直通，不交叉
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);							//将结构体变量交给TIM_ICInit,配置TIM3的输入捕获通道
	
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;				//选择配置定时器通道2
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
	
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_3;				//选择配置定时器通道3
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
	
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_4;				//选择配置定时器通道4
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
	
	/*中断分组优先级初始化*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;							//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  				//TIM3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  		//先占优先级2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  			//从优先级2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 				//IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  								//配置寄存器
	/*
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;  				//TIM3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;  		//先占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;  			//从优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 				//IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);*/ 								//配置寄存器
	
	//允许更新中断，允许CCxIE捕获中断
//	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC2|TIM_IT_CC3|TIM_IT_CC4,ENABLE);
	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC3,ENABLE);
	
	/*选择触发源及从模式*/
//	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);					//触发源选择TI1FP1
//	TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);					//从模式选择复位
																	//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);											//使能TIM3，定时器开始运行
}

uint8_t TIM3CH_CAPTURE_STA[4] = {0};							//输入捕获状态数组
uint16_t TIM3CH_CAPTURE_VAL[4] = {0};							//输入捕获值数组

/*输入捕获状态数组位说明：
--------------------------------------------------------------
    bit7    |       bit6     |       bit5~0
------------|----------------|--------------------------------
捕获完成标志|捕获到高电平标志|捕获到高电平后定时器溢出的次数
--------------------------------------------------------------
*/

/**
  * 函    数：定时器3中断服务程序
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void TIM3_IRQHandler(void)
{
	//CH1
 	if((TIM3CH_CAPTURE_STA[0] & 0X80) == 0)				//若bit7为0，还未捕获到一个完整的周期	
	{	
		//溢出中断处理部分		
		if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  //检测定时器3是否发生中断		 
		{	    											//若发生中断
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[0] & 0X40)				//若bit6为1，即已经第一次捕获到高电平
			{
				if((TIM3CH_CAPTURE_STA[0] & 0X3F) == 0X3F)	//若高电平太长，且溢出次数超过bit5~0可实现的计数
				{
					TIM3CH_CAPTURE_STA[0] |= 0X80;			//将bit7赋值为1，标记成功捕获了一次
					TIM3CH_CAPTURE_VAL[0] = 0XFFFF;             
				}
				else 
					TIM3CH_CAPTURE_STA[0]++;				//溢出次数+1                
			}	 
		}
		//捕获中断处理
		if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_CC1) != RESET)		//捕获1发生捕获事件
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[0]&0X40)					//捕获到第二个上升沿
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[0] |= 0X80;				//标记捕获到一个完整的周期，给主程序处理
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[0] = TIM_GetCapture1(TIM3);	//获取事件				
			}
			else  											//捕获到第一个上升沿
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[0] = 0;				 	//清空标志位
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[0] = 0;				 	//清空计时器
				TIM_SetCounter(TIM3,0);		 				//清空定时器
				TIM3CH_CAPTURE_STA[0] |= 0X40;		 		//标记捕获到第一个上升沿
			}
		}
	}
	//清除中断标志位
	TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_Update);


	//CH2
 	if((TIM3CH_CAPTURE_STA[1] & 0X80) == 0)
	{	
		//溢出中断处理部分		
		if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)	 
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[1] & 0X40)
			{
				if((TIM3CH_CAPTURE_STA[1] & 0X3F) == 0X3F)
				{
					TIM3CH_CAPTURE_STA[1] |= 0X80;
					TIM3CH_CAPTURE_VAL[1] = 0XFFFF;             
				}
				else 
					TIM3CH_CAPTURE_STA[1]++;            
			}	 
		}
		//捕获中断处理
		if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_CC2) != RESET)		//捕获2发生捕获事件
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[1]&0X40)
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[1] |= 0X80;
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[1] = TIM_GetCapture2(TIM3);				
			}
			else
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[1] = 0;
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[1] = 0;
				TIM_SetCounter(TIM3,0);
				TIM3CH_CAPTURE_STA[1] |= 0X40;
			}
		}
	}
	//清除中断标志位
	TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2 | TIM_IT_Update);
	
	
	//CH3
 	if((TIM3CH_CAPTURE_STA[2] & 0X80) == 0)	
	{	
		//溢出中断处理部分		
		if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)	 
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[2] & 0X40)
			{
				if((TIM3CH_CAPTURE_STA[2] & 0X3F) == 0X3F)
				{
					TIM3CH_CAPTURE_STA[2] |= 0X80;
					TIM3CH_CAPTURE_VAL[2] = 0XFFFF;             
				}
				else 
					TIM3CH_CAPTURE_STA[2]++;             
			}	 
		}
		//捕获中断处理
		if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_CC3) != RESET)		//捕获3发生捕获事件
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[2]&0X40)
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[2] |= 0X80;
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[2] = TIM_GetCapture3(TIM3);				
			}
			else
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[2] = 0;
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[2] = 0;
				TIM_SetCounter(TIM3,0);
				TIM3CH_CAPTURE_STA[2] |= 0X40;
			}
		}
	}
	//清除中断标志位
	TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC3 | TIM_IT_Update);
	
	
	//CH4
 	if((TIM3CH_CAPTURE_STA[3] & 0X80) == 0)
	{
		//溢出中断处理部分		
		if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)	 
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[3] & 0X40)
			{
				if((TIM3CH_CAPTURE_STA[3] & 0X3F) == 0X3F)
				{
					TIM3CH_CAPTURE_STA[3] |= 0X80;
					TIM3CH_CAPTURE_VAL[3] = 0XFFFF;             
				}
				else 
					TIM3CH_CAPTURE_STA[3]++;              
			}	 
		}
		//捕获中断处理
		if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_CC4) != RESET)		//捕获4发生捕获事件
		{
			if(TIM3CH_CAPTURE_STA[3]&0X40)
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[3] |= 0X80;
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[3] = TIM_GetCapture4(TIM3);			
			}
			else
			{
				TIM3CH_CAPTURE_STA[3] = 0;
				TIM3CH_CAPTURE_VAL[3] = 0;
				TIM_SetCounter(TIM3,0);
				TIM3CH_CAPTURE_STA[3] |= 0X40;
			}
		}	
	}
	//清除中断标志位
	TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC4 | TIM_IT_Update);
}

主程序代码如下：

Tacking · 发表于2024-12-16 14:36

多个通道捕获时现象如下视频：

64eef0ec9e553880e2d295c1de01ec84

单个通道捕获时现象如下视频：

7f7599d6dd09022c5fefd3789deacaef

tagetage · 发表于2024-12-16 16:11

STM32输入捕获--“PWM输入模式”（可拓展多路同时捕获）

https://www.eeworld.com.cn/mcu/hisic555691.html

Tacking · 发表于2024-12-16 16:20

tagetage 发表于 2024-12-16 16:11 STM32输入捕获--“PWM输入模式”（可拓展多路同时捕获） https://www.eeworld.com.cn/m ...

我认真学习下，非常谢谢您！

tagetage · 发表于2024-12-16 16:25

你的要监测12个风扇的PWM转速值，要我做的话我会用硬件的多通道选择器，比如用2个8通道选择器做一个16通道选择器，用74HC251做，软件用一个PWM定时器捕获就行，因为风扇的速度不会变化太快太频繁，12分时扫描就可以了。。

Tacking · 发表于2024-12-16 16:59

tagetage 发表于 2024-12-16 16:25 你的要监测12个风扇的PWM转速值，要我做的话我会用硬件的多通道选择器，比如用2个8通道选择器做一个16通道 ...

您说的有道理，我之前也考虑过这种方案，但是我看有这么多个输入捕获通道，我就想着用起来，但是现在遇到这个问题，不知道是不是通道间有干扰还是咋回事？

Tacking · 发表于2024-12-16 18:39

有没哪位大佬知道这是什么原因导致的不？我还是想找出原因，不甚感激！

zhoupxa · 发表于2024-12-16 22:55

各个输入捕获通道应该是可以互不干扰、独立运作的，仔细梳理下你的软件前后台处理过程是否存在错误操作或共享冲突

Tacking · 发表于2024-12-17 09:31

zhoupxa 发表于 2024-12-16 22:55 各个输入捕获通道应该是可以互不干扰、独立运作的，仔细梳理下你的软件前后台处理过程是否存在错误操作或共 ...

好的，感谢回复！我感觉应该是四个捕获通道不停的来中断，进入中断，OLED我采用的软件模拟的形式，是不是OLED刷新不过来导致显示错误，实际上捕捉回来的是没有错误的

tagetage · 发表于2024-12-21 17:28

楼主的问题有进展没有啊？？？

Tacking · 发表于2024-12-23 11:24

tagetage 发表于 2024-12-21 17:28 楼主的问题有进展没有啊？？？

有进展的，非常感谢您的建议，之前干扰的问题我通过定时器设定标志位定时进行各通道输入捕获，然后再通过OLED显示就没问题了！但是速度稍快还是会出现错乱。索性我就按照您建议的方法通过74HC251来设计了，现在测试结果显示十分正常，且可以任意设置捕获时间，真的非常感谢您

Tacking · 发表于2024-12-23 11:26

Tacking 发表于 2024-12-23 11:24 有进展的，非常感谢您的建议，之前干扰的问题我通过定时器设定标志位定时进行各通道输入捕获，然后再通过 ...

另外有个问题还想请教下您：我这四个风扇的FG信号输入到stm32的IO口，但是需要监测这些FG信号的方波什么时候会没有？（也就是监测风扇转不转），经过测试，在风扇不转的时候，FG信号会一直处于高电平，有没什么好的方法来进行监测stm32的IO口是否一直处于高电平啊？

tagetage · 发表于2024-12-23 11:45

Tacking 发表于 2024-12-23 11:26 另外有个问题还想请教下您：我这四个风扇的FG信号输入到stm32的IO口，但是需要监测这些FG信号的方波什么 ...

很高兴你采纳了我的建议并取得了很好的效果。

来进行监测stm32的IO口是否一直处于高电平啊？----用软件办法比较好。也可以想办法把74HC251的反向输出端用上。

1，定时器里查询IO电平。次数太多就是风扇停转。

2，74HC251的输出还有也反向输出端，可以做IO电平或边沿中断输入，在软件里判断，有中断则正常，没有中断超时则出错。

tagetage · 发表于2024-12-23 11:48

就是74HC251的反向输出端用上，在接一个IO做查询，或中断处理。我想你也能明白。。

Tacking · 发表于2024-12-23 12:00

tagetage 发表于 2024-12-23 11:48 就是74HC251的反向输出端用上，在接一个IO做查询，或中断处理。我想你也能明白。。

我现在的做法就是将反向端用上了；

IO轮询的话，我考虑的是：一直轮询监测是否是高电平的话，风扇正常运转的话，可能也会刚好多次轮循到高电平的状态，这样会出现误判断

利用中断最好，但是我不知道怎么去判断中断有没有？我尝试了下去监测中断标志位，但是没有达到效果。不知道是不是我监测中断的方式不对？按理说没有上升沿或者下降沿它是不会有中断的。

非常感谢您的指导！

tagetage · 发表于2024-12-23 12:16

Tacking 发表于 2024-12-23 12:00 我现在的做法就是将反向端用上了； IO轮询的话，我考虑的是：一直轮询监测是否是高电平的话，风扇正常 ...

IO轮询的话，我考虑的是：一直轮询监测是否是高电平的话，风扇正常运转的话，可能也会刚好多次轮循到高电平的状态，这样会出现误判断---------听你这话你软件编程不是老手吧，

这得考虑风扇的最小转数，然后计算PWM值的周期时间，然后在这个时间内最少做3次查询就不会出现误判断。

或者直接判断读到的PWM值来判断（但是这个方法我不太确定好不好用）。

tagetage · 发表于2024-12-23 12:19

不知道是不是我监测中断的方式不对？按理说没有上升沿或者下降沿它是不会有中断的。

非常感谢您的指导！------这个编程你还是画一个流程图比较好，条例会比较清晰，你是不是没有画流程图。

Tacking · 发表于2024-12-23 12:22

tagetage 发表于 2024-12-23 12:19 不知道是不是我监测中断的方式不对？按理说没有上升沿或者下降沿它是不会有中断的。非常感谢您的指导！ ...

是的，我画个流程图，再重新试试，非常感谢！

tagetage · 发表于2024-12-23 12:24

有几个软件的方法都能做，但是我认为最适合你的方法是，计算风扇的最小转数，然后计算PWM值的周期时间，然后在这个时间内最少做3次查询的这个的方法。

tagetage · 发表于2024-12-23 12:25

按理说没有上升沿或者下降沿它是不会有中断的。-------是的，但是我上面也说了，，在软件里判断，有中断则正常，没有中断超时则出错。

多通道输入捕获干扰问题，诉求大佬们帮忙解决，感谢！ [复制链接]

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