脉冲计数实现

将定时器 2 通道 2 输入的低电平脉冲作为定时器 2 的时钟，并通过串口打印脉冲数 PSC=0，ARR=65535 外部时钟模式1、触发选择、上升沿触发、不分频、不滤波。

“外部时钟模式 1（ECM1）用 TIM2_CH2 计脉冲

main.c：

#include "sys.h"        // 项目通用头（通常会包含芯片HAL头文件及时钟配置）
#include "delay.h"      // 延时相关
#include "led.h"        // LED 驱动（用于简单指示）
#include "uart1.h"      // 串口1 打印
#include "counter.h"    // 本实验的计数器对外接口（见下方）int main(void)
{HAL_Init();                         /* 初始化HAL库：复位外设、初始化Flash接口、Systick等 */stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 配置系统时钟到72MHz（HSE*9），为后续外设/内核提供时钟 */led_init();                         /* LED初始化（可选，用于指示运行状态） */uart1_init(115200);                 /* 串口1初始化为115200-8-N-1，用于打印结果 */printf("hello world!\r\n");/* * 计数器初始化：*  - arr = 65536 - 1 => 自动重装载寄存器ARR=0xFFFF（16位满量程）*  - psc = 0         => 预分频=0（即不分频，计数器每来一个外部脉冲就+1）** 说明：TIM2本身是32位定时器，但你把ARR设成了16位最大值，这样更直观地做“0~65535”循环计数。* 如果你要更大计数范围，可把ARR设更大（比如0xFFFFFFFF，需要按32位读改）。*/counter_init(65536 - 1, 0);while(1){/* 方式1：读取当前CNT并在变化时打印（示例与原逻辑一致） */count_get();/* 方式2（推荐做实时计数）：得到“自上次调用以来的增量脉冲数”，更高效，避免频繁printf阻塞uint32_t incr = count_get_delta();if (incr) { printf("inc: %lu\r\n", incr); }*/// 适当小延时，避免打印过快造成串口阻塞（根据实际脉冲频率调整）delay_ms(1);}
}

counter.h：

#ifndef __COUNTER_H__
#define __COUNTER_H__#include "stm32f1xx_hal.h"  // 确保包含到F1的HAL头；若你的sys.h已包含，可按需修改#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif/* 对外接口函数声明 *//*** @brief 外部时钟模式1：用 TIM2_CH2 计数外部脉冲* @param arr 自动重装载值（周期 - 1），例如 65536 - 1 表示16位满量程* @param psc 预分频（0 表示不分频）*/
void     counter_init(uint32_t arr, uint16_t psc);/*** @brief 读取当前CNT值，若变化则通过printf打印（和你的原函数一致）*/
void     count_get(void);/*** @brief 返回“自上次调用以来的增量脉冲数”，自动处理ARR回卷（推荐统计增量用）* @return 增量（0 表示无新增脉冲）*/
uint32_t count_get_delta(void);#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif /* __COUNTER_H__ */

counter.c：

#include "counter.h"
#include "stdio.h"/* 全局句柄：TIM2 用于计外部脉冲 */
TIM_HandleTypeDef counter_handle = {0};/* 保存上/下两次读取的计数值，用于变化打印与增量计算 */
static volatile uint32_t g_old_cnt = 0;      // 上一次读取的CNT
static volatile uint32_t g_arr     = 0xFFFF; // 记录配置的ARR，便于做回卷运算/*** @brief  初始化 TIM2 为“外部时钟模式1”，在 CH2(PA1) 上计数外部脉冲* @param  arr  自动重装载值（周期-1），例：65536-1* @param  psc  预分频系数（0=不分频）*/
void counter_init(uint32_t arr, uint16_t psc)
{/* ------------ 1. 基本定时器参数配置（只负责计数器本体） ------------ */counter_handle.Instance = TIM2;                     // 选择 TIM2counter_handle.Init.Prescaler = psc;                // 计数器预分频：0=不分频counter_handle.Init.Period = arr;                   // 自动重装载值 ARR，计数达到ARR后回到0counter_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;         // 向上计数counter_handle.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;   // 内部分频不再分（DIV1）HAL_TIM_Base_Init(&counter_handle);                 // 初始化基本定时器（装载上述配置）g_arr = arr;                                        // 保存ARR，供回卷计算/* ------------ 2. 配置输入捕获通道（把CH2当作触发源TI2FP2） ------------ */TIM_IC_InitTypeDef ic_cfg = {0};ic_cfg.ICPolarity  = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;  // 触发沿：上升沿（与你的“上升沿触发”一致）// 若要“低电平脉冲起始”为有效，可改成 FALLING（下降沿）：// ic_cfg.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING;ic_cfg.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;     // 选择直连TI（CH2直接接到IC）ic_cfg.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;               // 输入捕获不分频（不跳边）ic_cfg.ICFilter    = 0;                            // 不滤波（0~15 可选，>0 可做数字滤波，抗抖/毛刺）HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&counter_handle, &ic_cfg, TIM_CHANNEL_2);/* ------------ 3. 配置从模式为“外部时钟模式1”（ECM1） ------------ */TIM_SlaveConfigTypeDef slave_cfg = {0};slave_cfg.SlaveMode        = TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1; // 外部时钟模式1：由触发输入驱动计数器时钟slave_cfg.InputTrigger     = TIM_TS_TI2FP2;           // 触发选择：TI2 的滤波后信号（来自CH2）slave_cfg.TriggerPolarity  = TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING; // 触发极性：上升沿// 若改下降沿，对应改为 TIM_TRIGGERPOLARITY_FALLINGslave_cfg.TriggerPrescaler = TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV1;  // 触发预分频（对触发边沿再做1/2/4/8分频）slave_cfg.TriggerFilter    = 0;                          // 触发滤波（通常对ETR有效；TIx滤波主看ICFilter）HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&counter_handle, &slave_cfg);/* ------------ 4. 使能通道与启动计数 ------------ */HAL_TIM_IC_Start(&counter_handle, TIM_CHANNEL_2);  // 使能CH2输入捕获（允许触发链路工作）HAL_TIM_Base_Start(&counter_handle);               // 打开计数器（CEN=1）。此后，每个外部有效边沿 => CNT+1
}/*** @brief  由HAL库自动回调：定时器输入捕获 MSP（底层）初始化* @note   在这里打开GPIO/TIM时钟，并把PA1配置成输入*/
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM2){GPIO_InitTypeDef gpio = {0};__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();  // 使能 GPIOA 时钟（PA1 在 A 口）__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();   // 使能 TIM2 时钟/* TIM2_CH2 => PA1，配置为“输入”* F1系列定时器通道的复用是固定映射，无需设置AF功能号。* 建议上拉（PULLUP），让空闲时为高电平，这样外部“低脉冲”更清晰地产生一个“下降+上升”的边沿对。*/gpio.Pin   = GPIO_PIN_1;               // PA1gpio.Mode  = GPIO_MODE_INPUT;          // 输入模式（F1用这个即可；若是F4/07等系列可用GPIO_MODE_AF_PP/OD并上拉）gpio.Pull  = GPIO_PULLUP;              // 上拉：空闲=高，抗干扰gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;     // 对输入影响不大，可保持高速HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio);}
}/*** @brief  读取当前CNT，若变化则打印（与你原始逻辑保持一致）* @note   printf 可能阻塞，脉冲频率高时建议换成 count_get_delta() 方案做累计*/
void count_get(void)
{uint32_t new_cnt = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&counter_handle);  // 读取TIM2->CNT（0..ARR循环）if (new_cnt != g_old_cnt)                                   // 仅在变化时打印，减少串口负担{g_old_cnt = new_cnt;                                    // 更新历史值printf("CNT: %lu\r\n", (unsigned long)new_cnt);         // 打印当前计数}
}/*** @brief  返回“自上次调用以来”的增量脉冲数，自动处理ARR回卷* @return 增量（0 表示期间无新脉冲）*/
uint32_t count_get_delta(void)
{uint32_t cur = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&counter_handle);  // 当前CNTuint32_t inc;if (cur >= g_old_cnt) {inc = cur - g_old_cnt;                               // 常规情况：直接相减} else {inc = (g_arr + 1u - g_old_cnt) + cur;                // 回卷情况：先从old到ARR，再从0到cur}g_old_cnt = cur;                                         // 更新历史值return inc;
}

二、参数/函数逐点解释

1) ARR = 65536 - 1 为什么常这么写？

• 计数范围是 0 … ARR，所以把 ARR=65536-1 等价于 0…65535（16位满量程）。

• 你当然可以改成别的数（比如 9999），那就是 0…9999 后回卷。

• 若想极大范围，TIM2 是 32 位定时器，可以把 ARR 设得更大（如 0xFFFFFFFF），但相应地：

  • CNT 用 uint32_t 读取与存储；

  • 增量/回卷逻辑也按 32 位来处理。

2) PSC = 0

• 预分频器对“计数时钟”再做一次分频，PSC=0 表示不分频。

• 在外部时钟模式 1 下，“有效触发边沿”就是计数器时钟源；通常我们希望每个脉冲计一次，所以 PSC=0。

3) TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1 + TIM_TS_TI2FP2

• 外部时钟模式1（ECM1）：把“触发输入（TRGI）”当作计数器时钟。

• TIM_TS_TI2FP2：把 CH2 的滤波后输入（TI2FP2）选作“触发输入”。

• 效果：PA1 上每来一次选定极性的有效边沿 => CNT + 1。

4) 极性与滤波

• ICPolarity=RISING / TriggerPolarity=RISING：上升沿触发（你现在的需求）。

• 若你的外部脉冲是“低电平脉冲”（空闲高，短时拉低），一般脉冲开始是一个下降沿，脉冲结束是一个上升沿。

  • 你希望“每个低脉冲只记一次”，通常选其中一个边沿（比如上升沿或下降沿），二选一即可。

  • 想在“低脉冲开始就计数”，把极性改成 FALLING。

• 滤波：

  • ICFilter（0~15）对 TIx 输入做数字滤波（多个采样一致才认为有效），可抑制毛刺/抖动。

  • 频率高且信号干净时设 0；有噪声/机械抖动时适当增大（但会降低最高可计频率）。

5) HAL_TIM_IC_Start 与 HAL_TIM_Base_Start

• HAL_TIM_IC_Start：打开通道的输入捕获功能（允许 TI2FP2 形成触发）。

• HAL_TIM_Base_Start：真正使能计数器（CEN=1）。两者都要开。

三、脉冲计数原理（外部时钟模式1）

可以用一个简化方框图理解：

外部信号(到PA1=TIM2_CH2)│▼输入滤波(ICFilter) ──> 形成 TI2FP2（带滤波的CH2信号）│▼触发选择(TS=TI2FP2) ──> 触发极性(上升/下降沿) ──> “触发事件”│└─────────────> 设从模式为 External1：把“触发事件”当作计数器时钟│▼计数器 CK_CNT│▼CNT = CNT + 1  （每个有效边沿+1）

• 核心思想：不是用内部APB时钟去“滴答”，而是把外部边沿当作“时钟脉冲”。

• 因此 CNT 的步进频率 = 外部有效边沿频率（再考虑触发/IC分频）。

• 你要的是“低电平脉冲的次数”，那就选定某个边沿（比如脉冲结束的上升沿），每次出现就 CNT+1。

1. TIM_HandleTypeDef.Init 的参数

这是定时器的基本配置部分。

counter_handle.Init.Prescaler = psc;
counter_handle.Init.Period = arr;
counter_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
counter_handle.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

• Prescaler：预分频器 (PSC)

  • 0 ~ 0xFFFF

  • 实际计数频率 = 计数时钟 / (PSC+1)

• Period：自动重装载寄存器 (ARR)

  • 定时器计数的上限，CNT 计到 ARR 后溢出回 0。

• CounterMode：计数模式

  • TIM_COUNTERMODE_UP（向上计数）

  • TIM_COUNTERMODE_DOWN（向下计数）

  • TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1/2/3（中心对齐模式，常用于PWM）

• ClockDivision：时钟分频（对内部时钟的进一步分频）

  • TIM_CLOCKDIVISION_DIV1

  • TIM_CLOCKDIVISION_DIV2

  • TIM_CLOCKDIVISION_DIV4

  • 通常用于滤波/死区计数。

2. TIM_IC_InitTypeDef 的参数

输入捕获通道配置。

ic_cfg.ICPolarity  = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
ic_cfg.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
ic_cfg.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
ic_cfg.ICFilter    = 0;

• ICPolarity（极性）

  • TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING（上升沿）

  • TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING（下降沿）

  • TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_BOTHEDGE（双边沿）

• ICSelection（选择）

  • TIM_ICSELECTION_DIRECTTI（直连输入 TIx → 通道）

  • TIM_ICSELECTION_INDIRECTTI（间接输入，另一通道）

  • TIM_ICSELECTION_TRC（触发控制器输入）

• ICPrescaler（输入分频）

  • TIM_ICPSC_DIV1（每个有效边沿都计）

  • TIM_ICPSC_DIV2（每 2 个有效边沿计 1）

  • TIM_ICPSC_DIV4（每 4 个）

  • TIM_ICPSC_DIV8（每 8 个）

• ICFilter（滤波）

  • 0 ~ 15，越大抗干扰能力越强，但能识别的最高频率下降。

  • 常用于抖动/毛刺信号。

3. TIM_SlaveConfigTypeDef 的参数

从模式配置，用于外部时钟/触发同步。

slave_cfg.SlaveMode        = TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1;
slave_cfg.InputTrigger     = TIM_TS_TI2FP2;
slave_cfg.TriggerPolarity  = TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING;
slave_cfg.TriggerPrescaler = TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV1;
slave_cfg.TriggerFilter    = 0;

• SlaveMode（从模式）

  • TIM_SLAVEMODE_DISABLE（关闭从模式）

  • TIM_SLAVEMODE_RESET（触发信号使 CNT 复位）

  • TIM_SLAVEMODE_GATED（触发信号作为门控）

  • TIM_SLAVEMODE_TRIGGER（触发信号启动定时器）

  • TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1（外部时钟模式1，脉冲作为时钟源）← 你用的

• InputTrigger（触发输入源）

  • TIM_TS_TI1FP1（通道1的滤波输入）

  • TIM_TS_TI2FP2（通道2的滤波输入）← 你用的

  • TIM_TS_ETRF（外部触发输入 ETR）

  • TIM_TS_ITR0~3（内部触发，用于定时器之间联动）

• TriggerPolarity（触发极性）

  • TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING

  • TIM_TRIGGERPOLARITY_FALLING

  • TIM_TRIGGERPOLARITY_BOTHEDGE

• TriggerPrescaler（触发预分频）

  • TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV1

  • TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV2

  • TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV4

  • TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV8

• TriggerFilter（触发滤波）

  • 0 ~ 15，抗干扰。

4. GPIO_InitTypeDef 的参数

IO 口配置（初始化 PA1）。

gpio.Pin   = GPIO_PIN_1;
gpio.Mode  = GPIO_MODE_INPUT;
gpio.Pull  = GPIO_PULLUP;
gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

• Pin：选择引脚，如 GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1。

• Mode：模式

  • GPIO_MODE_INPUT（输入）

  • GPIO_MODE_OUTPUT_PP（推挽输出）

  • GPIO_MODE_OUTPUT_OD（开漏输出）

  • GPIO_MODE_AF_PP（复用推挽）

  • GPIO_MODE_AF_OD（复用开漏）

  • GPIO_MODE_ANALOG（模拟输入）

• Pull：上下拉

  • GPIO_NOPULL

  • GPIO_PULLUP

  • GPIO_PULLDOWN

• Speed：输出速度（对输入无关）

  • GPIO_SPEED_FREQ_LOW

  • GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM

  • GPIO_SPEED_FREQ_HIGH

不同结构体对应不同的参数选择：

• 计数器基本配置：Prescaler、Period、CounterMode、ClockDivision

• 输入捕获配置：ICPolarity、ICSelection、ICPrescaler、ICFilter

• 从模式配置：SlaveMode、InputTrigger、TriggerPolarity、TriggerPrescaler、TriggerFilter

• GPIO 配置：Pin、Mode、Pull、Speed

STM32 HAL 定时器常见配置参数速查表:每张表都包含：字段、可选宏/取值、含义/作用、常用场景示例（含你本l例“外部时钟模式1计数”的推荐值）。

TIM_Base 初始化（TIM_HandleTypeDef.Init）

* F1 的 HAL 里 RepetitionCounter 通过 TIMx->RCR 访问，不总在 Init 中暴露。

输入捕获配置（TIM_IC_InitTypeDef）

从模式/触发配置（TIM_SlaveConfigTypeDef）

备注：ECM1 实际计数由 TRGI 驱动，TRGI 又来自 InputTrigger 选定的源（如 TI2FP2），因此 IC 配置 + 从模式配置 两部分要匹配。

主模式（触发输出）配置（TIM_MasterConfigTypeDef）

通道级（输出比较/PWM）配置（TIM_OC_InitTypeDef）—（若你做PWM会用到）

外部触发输入（ETR）/ 外部时钟模式2（了解即可）

GPIO 初始化（GPIO_InitTypeDef，与定时器通道配合）

常见“目标任务”推荐配置（速查）

计算方法：

• 内部时钟定时模式

  • 计数频率 f_cnt = f_tim / (PSC+1)

  • 溢出频率 f_ov = f_cnt / (ARR+1) → 周期 T = (PSC+1)*(ARR+1)/f_tim

• 外部时钟模式1（ECM1）

  • 计数步进由触发有效边沿决定：f_cnt ≈ f_edge / (ICPrescaler * TriggerPrescaler)（忽略滤波饱和）

• PWM

  • PWM 频率 f_pwm = f_tim / (PSC+1) / (ARR+1)

  • 占空比 D = CCR / (ARR+1)