Domine a Captura de Entrada no STM32 e Meça Frequência

A captura de entrada (Input Capture) em microcontroladores STM32Famílias de microcontroladores STM32: Uma visão geralProfundo mergulho nas famílias STM32, explorando arquitetura, aplicações e desempenho. Descubra dicas e casos práticos para projetos embarcados. é uma técnica essencial para medição precisa de frequência em aplicações como controle de motores, análise de sensores e sistemas de comunicação. Este artigo combina teoria, configuração prática, exemplos de código e técnicas avançadas para dominar o assunto, incluindo tratamento de overflow, cálculos robustos e otimizações.

Índice🔗

1. Funcionamento do Input Capture no STM32O que é STM32 e por que usá-lo?Descubra os principais benefícios, arquitetura ARM Cortex-M e aplicações práticas dos microcontroladores STM32. Comece a inovar agora.

2. Configuração do TemporizadorModo encoder em temporizadores do STM32: Controle preciso de motoresExplore a teoria e prática do modo encoder no STM32. Aprenda a configurar e interpretar sinais, otimizando o controle de motores com exemplos reais. para Captura de Entrada

3. Métodos de Cálculo de Frequência

4. Exemplo Prático com Tratamento de Overflow

5. Técnicas Avançadas: Filtro, Resolução e Overflow

6. Solução de Problemas Comuns

Funcionamento do Input Capture no STM32🔗

O Input Capture registra o valor do contador (CNT) do temporizador no instante em que uma borda (subida/descida) é detectada no sinal externo. Isso é possível graças a:

• Canais de captura: Até 4 canais por temporizador (ex: TIM2_CH1).
• Registradores CCR: Armazenam o valor de CNT durante a borda.
• Interrupções: Alertam o sistema quando uma captura ocorre.

Configuração do Temporizador para Captura de Entrada🔗

Passo a Passo:

1. Habilitar clock do TIMERUsando temporizadores para criar delays precisosDescubra como configurar temporizadores STM32 para criar delays precisos com polling, interrupções e DMA, otimizando energia em sistemas embarcados. via RCC.

2. Configurar GPIOConfigurando e usando GPIOs no STM32Explore neste tutorial os fundamentos e configurações práticas dos GPIOs no STM32, com exemplos de LED, botões e modos alternativos. como entrada alternada (AF) para o canal do TIMERUsando temporizadores para criar delays precisosDescubra como configurar temporizadores STM32 para criar delays precisos com polling, interrupções e DMA, otimizando energia em sistemas embarcados..

3. Inicializar o TIMERUsando temporizadores para criar delays precisosDescubra como configurar temporizadores STM32 para criar delays precisos com polling, interrupções e DMA, otimizando energia em sistemas embarcados.:

• PrescalerUsando temporizadores para criar delays precisosDescubra como configurar temporizadores STM32 para criar delays precisos com polling, interrupções e DMA, otimizando energia em sistemas embarcados.: Ajusta a resolução temporal (ex: 79 para clock de 1 MHz).
• Período (ARRGerando sinais PWM com STM32 para controle de motoresAprenda os fundamentos e técnicas avançadas do PWM em sistemas STM32, otimizados para controle preciso de motores DC e servos com códigos de exemplo.): Define o valor máximo do contador (ex: 0xFFFF para 16 bits).

4. Modo Input CaptureEntendendo os temporizadores no STM32Descubra como configurar temporizadores STM32 para gerar PWM, medir intervalos e capturar eventos com exemplos práticos e dicas de troubleshooting.:

• Selecionar borda (subida/descida).
• Ativar filtro digital para redução de ruído.

5. Habilitar interrupções para processamento em tempo real.

Exemplo de Inicialização (CubeMX + HALUsando o DAC no STM32 para gerar sinais analógicosAprenda a configurar e calibrar o DAC do STM32 para gerar sinais analógicos precisos. Descubra técnicas avançadas, exemplos práticos e dicas de otimização.):

TIM_HandleTypeDef htim2;
void MX_TIM2_Init(void) {
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 79; // Clock de 80 MHz / 80 = 1 MHz
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 0xFFFF;
  HAL_TIM_IC_Init(&htim2);
  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;
  sConfigIC.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sConfigIC.ICFilter = 0;
  HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim2, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1);
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
}

Métodos de Cálculo de Frequência🔗

Método 1: Período entre Duas Bordas

1. Capturar CCR1 e CCR2 em bordas consecutivas.

2. Calcular o período:

3. Frequência:

Método 2: Contagem de Pulsos em Janela Fixa

Usar um segundo temporizador para definir uma janela de tempo (ex: 1 segundo) e contar bordas dentro dela.

Exemplo Prático com Tratamento de Overflow🔗

Implementação com Ajuste de Overflow:

volatile uint32_t icValue1 = 0, icValue2 = 0;
volatile uint8_t captureIndex = 0;
volatile uint32_t frequency = 0;
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
  if (htim->Instance == TIM2) {
    if (captureIndex == 0) {
      icValue1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);
      captureIndex = 1;
    } else {
      icValue2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);
      // Tratamento de overflow
      uint32_t diff;
      if (icValue2 > icValue1) {
        diff = icValue2 - icValue1;
      } else {
        diff = (htim->Instance->ARR - icValue1) + icValue2 + 1;
      }
      frequency = 1000000 / diff; // Para f_timer = 1 MHz
      captureIndex = 0;
    }
  }
}

Técnicas Avançadas: Filtro, Resolução e Overflow🔗

1. Filtro Digital:

Configure ICFilter (ex: 0x4) para ignorar pulsos menores que 4 ciclos de clock.

2. Modo PWMEntendendo os temporizadores no STM32Descubra como configurar temporizadores STM32 para gerar PWM, medir intervalos e capturar eventos com exemplos práticos e dicas de troubleshooting. Input:

Mede período e duty cycleGerando sinais PWM com STM32 para controle de motoresAprenda os fundamentos e técnicas avançadas do PWM em sistemas STM32, otimizados para controle preciso de motores DC e servos com códigos de exemplo. usando dois canais simultaneamente.

3. Slave Mode:

Sincroniza temporizadoresUsando temporizadores para criar delays precisosDescubra como configurar temporizadores STM32 para criar delays precisos com polling, interrupções e DMA, otimizando energia em sistemas embarcados. para medições complexas.

4. Tratamento de Overflow:

Ajuste matemático para contas diferenças quando o contador reinicia.

Resolução Máxima:

Para clock de 80 MHz e prescalerUsando temporizadores para criar delays precisosDescubra como configurar temporizadores STM32 para criar delays precisos com polling, interrupções e DMA, otimizando energia em sistemas embarcados. = 0:

Solução de Problemas Comuns🔗

Dica Prática: Use um osciloscópio para validar o sinal de entrada e verifique a configuração do prescalerEntendendo os temporizadores no STM32Descubra como configurar temporizadores STM32 para gerar PWM, medir intervalos e capturar eventos com exemplos práticos e dicas de troubleshooting./ARR para evitar saturação.

Conclusão🔗

A medição de frequência via Input Capture no STM32O que é STM32 e por que usá-lo?Descubra os principais benefícios, arquitetura ARM Cortex-M e aplicações práticas dos microcontroladores STM32. Comece a inovar agora. é uma técnica versátil e precisa, ideal para aplicações críticas. Combinar a configuração adequada do temporizador, tratamento de overflow e filtragem de ruído garante resultados confiáveis. Os exemplos e métodos apresentados fornecem um caminho claro para implementação em projetos reais, enquanto as técnicas avançadas permitem otimização para cenários complexos.