STC技术论坛首页 › 144MHz-PWM-硬件移相/45路PWM+3路CCP/7组不同周期的PWM/DAC › 帮产生一个 STC32G12K128的演示程序, 利用 PWM测量外部2路输入信号的周期和占空比，

神农鼎 发表于 2026-7-8 21:06:11

帮产生一个 STC32G12K128的演示程序, 利用 PWM测量外部2路输入信号的周期和占空比，

帮产生一个 STC32G12K128的演示程序,
利用 PWM测量外部2路输入信号的周期和占空比，
ADC 周期转换后，串口送出

神农鼎 发表于 2026-7-8 21:06:46

<p>好的，基于手册中获取的 PWM 输入捕获原理、ADC 配置和串口配置信息，我来编写完整的演示程序。</p>
<hr />
<h2>STC32G12K128 演示程序 — PWM输入捕获2路信号 + ADC周期转换 + 串口输出</h2>
<h3>程序功能说明</h3>
<ol>
<li><strong>PWM输入捕获</strong>：使用 PWMA 的通道1和通道2测量第1路信号（P1.0/PWM1P）的周期和占空比；使用 PWMB 的通道1和通道2测量第2路信号（P2.0/PWM5）的周期和占空比</li>
<li><strong>ADC周期转换</strong>：定时器0定时触发，周期性地对 ADC 通道0（P1.0）进行转换</li>
<li><strong>串口输出</strong>：通过串口1（P3.0 RxD, P3.1 TxD）将测量结果发送到上位机</li>
</ol>
<h3>硬件连接</h3>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">功能</th>
<th align="center">引脚</th>
<th align="left">说明</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center">第1路信号输入</td>
<td align="center">P1.0 (PWM1P)</td>
<td align="left">PWMA 通道1/2 捕获</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">第2路信号输入</td>
<td align="center">P2.0 (PWM5)</td>
<td align="left">PWMB 通道1/2 捕获</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">ADC输入</td>
<td align="center">P1.1 (ADC1)</td>
<td align="left">模拟电压采样</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">串口1 TxD</td>
<td align="center">P3.1</td>
<td align="left">数据发送</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">串口1 RxD</td>
<td align="center">P3.0</td>
<td align="left">数据接收（本程序未用）</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<h3>完整代码</h3>
<pre><code class="language-c">/*
* ============================================================
*文件名: main.c
*芯片: STC32G12K128
*时钟: 内部IRC 40MHz
*功能:
*   1. PWMA 输入捕获第1路信号（P1.0/PWM1P），测量周期和占空比
*   2. PWMB 输入捕获第2路信号（P2.0/PWM5），测量周期和占空比
*   3. ADC 周期转换通道1（P1.1），定时器0定时100ms启动
*   4. 串口1（115200bps, 8N1）输出测量结果
*编译: Keil C251
*注意: 使用 STC32G12K128 头文件，需在 Target 中设置 Code Rom Size 为 Large
* ============================================================
*/

#include &quot;stc32g.h&quot;

/* 宏定义 */
#define FOSC            40000000UL      // 系统时钟 40MHz
#define PWM_FREQ      1000000UL       // PWM计数器时钟 1MHz (40MHz/40)
#define T0_1MS          (FOSC / 1000)   // 定时器0 1ms 计数值（1T模式）

/* 全局变量 */
volatile unsigned charg_t0_100ms_flag = 0;    // 100ms 定时标志
volatile unsigned int   g_adc_result = 0;       // ADC 转换结果

/* PWMA 捕获结果（第1路信号，P1.0/PWM1P） */
volatile unsigned int   g_pwma_period = 0;      // 周期值
volatile unsigned int   g_pwma_duty   = 0;      // 占空比值
volatile unsigned charg_pwma_cap_ok = 0;      // 捕获完成标志

/* PWMB 捕获结果（第2路信号，P2.0/PWM5） */
volatile unsigned int   g_pwmb_period = 0;      // 周期值
volatile unsigned int   g_pwmb_duty   = 0;      // 占空比值
volatile unsigned charg_pwmb_cap_ok = 0;      // 捕获完成标志

/* 串口发送缓冲区 */
unsigned charg_uart_tx_buf;
unsigned charg_uart_tx_len = 0;

/* 函数声明 */
void delay_ms(unsigned int ms);
void UART1_Init(void);
void UART1_SendString(unsigned char *str);
void Timer0_Init(void);
void ADC_Init(void);
unsigned int ADC_Read(unsigned char channel);
void PWMA_Cap_Init(void);
void PWMB_Cap_Init(void);

/* ======================== 延时函数 ======================== */
void delay_ms(unsigned int ms)
{
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i &lt; ms; i++)
    {
      for (j = 0; j &lt; 4000; j++);// 约 1ms @ 40MHz
    }
}

/* ======================== 串口1初始化 ======================== */
void UART1_Init(void)
{
    /* 使用定时器2作为波特率发生器，115200bps @ 40MHz */
    /* 波特率 = SYSclk / 4 / (65536 - RL)=&gt;RL = 65536 - SYSclk/4/115200 */
    /* 40MHz / 4 / 115200 ≈ 86.8, 取整 87 */
    /* 实际波特率 = 40000000 / 4 / 87 = 114942 ≈ 115200 */

    SCON = 0x50;            // 模式1: 8位UART, 允许接收
    AUXR |= 0x01;         // S1BRT = 1, 选择定时器2作为波特率发生器
    AUXR |= 0x04;         // T2x12 = 1, 定时器2 1T模式
    T2L = (65536 - (unsigned int)(FOSC / 4 / 115200)) &amp; 0xFF;
    T2H = (65536 - (unsigned int)(FOSC / 4 / 115200)) &gt;&gt; 8;
    AUXR |= 0x10;         // T2R = 1, 启动定时器2

    TI = 0;               // 清除发送中断标志
}

/* ======================== 串口1发送字符串 ======================== */
void UART1_SendString(unsigned char *str)
{
    while (*str)
    {
      SBUF = *str++;
      while (TI == 0);    // 等待发送完成
      TI = 0;
    }
}

/* ======================== 定时器0初始化 ======================== */
/* 定时100ms，用于周期启动ADC */
void Timer0_Init(void)
{
    /* 定时器0 16位自动重装载模式，1T模式 */
    /* 计数值 = FOSC / 1000 * 100 = FOSC / 10 */
    /* 40MHz / 10 = 4000000, 需用16位定时器级联或降低分频 */
    /* 改用 12T 模式: 计数值 = FOSC / 12 / 10 = 333333, 超出16位范围 */
    /* 采用 1T 模式 + 软件计数: 定时1ms, 软件计100次 */

    AUXR |= 0x80;         // T0x12 = 1, 定时器0 1T模式
    TMOD &amp;= 0xF0;         // 设置定时器0为模式0 (16位自动重装载)
    TMOD |= 0x00;         // 模式0

    /* 1ms 计数值 = FOSC / 1000 = 40000 */
    TL0 = (65536 - T0_1MS) &amp; 0xFF;
    TH0 = (65536 - T0_1MS) &gt;&gt; 8;

    ET0 = 1;                // 使能定时器0中断
    TR0 = 1;                // 启动定时器0
}

/* ======================== ADC初始化 ======================== */
void ADC_Init(void)
{
    /* 打开 ADC 电源 */
    ADC_CONTR = 0x80;       // ADC_POWER = 1, 其余位为0

    delay_ms(1);            // 等待 ADC 电源稳定（约1ms）

    /* 配置 ADC 时序 */
    /* 设置 ADC 时钟 = SYSclk / 2 / (SPEED+1) */
    /* SPEED = 14 =&gt; ADC时钟 = 40MHz / 2 / 15 ≈ 1.33MHz */
    ADCCFG = 0x20;          // RESFMT=1 (右对齐), SPEED=0000 (SYSclk/2/1)
    ADCCFG = 0x2E;          // RESFMT=1, SPEED=1110 (SYSclk/2/15)

    /* 设置采样时间 */
    P_SW2 |= 0x80;          // 使能访问 XFR
    ADCTIM = 0x2A;          // CSSETUP=0, CSHOLD=01(2), SMPDUTY=01010(11)
    P_SW2 &amp;= 0x7F;          // 关闭 XFR 访问
}

/* ======================== ADC读取 ======================== */
unsigned int ADC_Read(unsigned char channel)
{
    unsigned int result;

    /* 设置通道并启动转换 */
    ADC_CONTR = (ADC_CONTR &amp; 0xF0) | channel;// 设置通道
    ADC_CONTR |= 0x40;                        // ADC_START = 1, 启动转换

    /* 等待转换完成 */
    while (!(ADC_CONTR &amp; 0x20));                // 等待 ADC_FLAG = 1
    ADC_CONTR &amp;= ~0x20;                         // 清除 ADC_FLAG

    /* 读取结果（右对齐） */
    result = ((unsigned int)ADC_RES &lt;&lt; 8) | ADC_RESL;

    return result;
}

/* ======================== PWMA 输入捕获初始化 ======================== */
/* 测量第1路信号（P1.0/PWM1P）的周期和占空比 */
/* 使用通道1捕获上升沿（周期），通道2捕获下降沿（占空比） */
void PWMA_Cap_Init(void)
{
    P_SW2 |= 0x80;          // 使能访问 XFR

    /* 配置 PWM1P 引脚为输入模式 */
    P1M0 &amp;= ~0x01;          // P1.0 设置为高阻输入
    P1M1 |= 0x01;

    /* 关闭 PWMA */
    PWMA_CR1 = 0x00;

    /* 设置 PWMA 时钟分频：40MHz / 40 = 1MHz */
    PWMA_PSCRH = 0x00;
    PWMA_PSCRL = 39;      // 分频值 = 39, 实际分频 = 39+1 = 40

    /* 设置自动重装载值（最大计数值），16位最大值 */
    PWMA_ARRH = 0xFF;
    PWMA_ARRL = 0xFF;

    /* 通道1配置：捕获模式，映射到 TI1，上升沿捕获 */
    PWMA_CCMR1 = 0x01;      // CC1S=01, 通道1作为输入, 映射到TI1

    /* 通道2配置：捕获模式，映射到 TI1FP2，下降沿捕获 */
    PWMA_CCMR2 = 0x02;      // CC2S=10, 通道2作为输入, 映射到TI1FP2

    /* 配置捕获极性 */
    PWMA_CCER1 = 0x00;      // 先清零
    PWMA_CCER1 |= 0x01;   // CC1E=1, CC1P=0, 通道1上升沿捕获
    PWMA_CCER1 |= 0x10;   // CC2E=1, CC2P=1, 通道2下降沿捕获

    /* 配置触发源为 TI1FP1，复位触发模式 */
    PWMA_SMCR = 0x00;       // 先清零
    PWMA_SMCR |= 0x54;      // SMS=100 (复位触发模式), TS=101 (选择TI1FP1)

    /* 使能捕获/比较中断 */
    PWMA_IER = 0x00;
    PWMA_IER |= 0x02;       // CC1IE = 1, 使能通道1捕获中断
    PWMA_IER |= 0x04;       // CC2IE = 1, 使能通道2捕获中断

    /* 使能 PWMA 计数器 */
    PWMA_CR1 |= 0x01;       // CEN = 1, 使能计数器

    P_SW2 &amp;= 0x7F;          // 关闭 XFR 访问
}

/* ======================== PWMB 输入捕获初始化 ======================== */
/* 测量第2路信号（P2.0/PWM5）的周期和占空比 */
/* 使用通道1（PWM5）捕获上升沿（周期），通道2（PWM6）捕获下降沿（占空比） */
void PWMB_Cap_Init(void)
{
    P_SW2 |= 0x80;          // 使能访问 XFR

    /* 配置 PWM5 引脚（P2.0）为输入模式 */
    P2M0 &amp;= ~0x01;          // P2.0 设置为高阻输入
    P2M1 |= 0x01;

    /* 配置 PWM6 引脚（P2.1）为输入模式（用于捕获下降沿） */
    P2M0 &amp;= ~0x02;          // P2.1 设置为高阻输入
    P2M1 |= 0x02;

    /* 关闭 PWMB */
    PWMB_CR1 = 0x00;

    /* 设置 PWMB 时钟分频：40MHz / 40 = 1MHz */
    PWMB_PSCRH = 0x00;
    PWMB_PSCRL = 39;      // 分频值 = 39, 实际分频 = 39+1 = 40

    /* 设置自动重装载值 */
    PWMB_ARRH = 0xFF;
    PWMB_ARRL = 0xFF;

    /* 通道1（PWM5）配置：捕获模式，映射到 TI1，上升沿捕获 */
    PWMB_CCMR1 = 0x01;      // CC1S=01, 通道1作为输入, 映射到TI1

    /* 通道2（PWM6）配置：捕获模式，映射到 TI1FP2，下降沿捕获 */
    PWMB_CCMR2 = 0x02;      // CC2S=10, 通道2作为输入, 映射到TI1FP2

    /* 配置捕获极性 */
    PWMB_CCER1 = 0x00;      // 先清零
    PWMB_CCER1 |= 0x01;   // CC1E=1, CC1P=0, 通道1上升沿捕获
    PWMB_CCER1 |= 0x10;   // CC2E=1, CC2P=1, 通道2下降沿捕获

    /* 配置触发源为 TI1FP1，复位触发模式 */
    PWMB_SMCR = 0x00;       // 先清零
    PWMB_SMCR |= 0x54;      // SMS=100 (复位触发模式), TS=101 (选择TI1FP1)

    /* 使能捕获/比较中断 */
    PWMB_IER = 0x00;
    PWMB_IER |= 0x02;       // CC1IE = 1, 使能通道1捕获中断
    PWMB_IER |= 0x04;       // CC2IE = 1, 使能通道2捕获中断

    /* 使能 PWMB 计数器 */
    PWMB_CR1 |= 0x01;       // CEN = 1, 使能计数器

    P_SW2 &amp;= 0x7F;          // 关闭 XFR 访问
}

/* ======================== 主函数 ======================== */
void main(void)
{
    unsigned int adc_val;
    unsigned long freq1, duty1, freq2, duty2;
    unsigned char str_buf;

    /* 关闭所有中断 */
    EA = 0;

    /* 设置系统时钟为内部 40MHz */
    /* STC32G 上电默认使用内部高速IRC，无需额外配置 */

    /* 初始化外设 */
    UART1_Init();
    delay_ms(10);

    UART1_SendString(&quot;STC32G12K128 PWM Capture + ADC Demo\r\n&quot;);
    UART1_SendString(&quot;System Clock: 40MHz\r\n&quot;);

    /* 初始化定时器0 */
    Timer0_Init();

    /* 初始化 ADC */
    ADC_Init();

    /* 初始化 PWMA 输入捕获（第1路信号，P1.0/PWM1P） */
    PWMA_Cap_Init();

    /* 初始化 PWMB 输入捕获（第2路信号，P2.0/PWM5） */
    PWMB_Cap_Init();

    /* 使能总中断 */
    EA = 1;

    /* 主循环 */
    while (1)
    {
      /* 每100ms处理一次 */
      if (g_t0_100ms_flag)
      {
            g_t0_100ms_flag = 0;
         
            /* ---- ADC 转换 ---- */
            adc_val = ADC_Read(1);          // 读取 ADC 通道1 (P1.1)
            g_adc_result = adc_val;
         
            /* ---- 计算第1路信号频率和占空比 ---- */
            if (g_pwma_cap_ok)
            {
                /* 频率 = PWM时钟 / 周期值 */
                /* PWM时钟 = 1MHz */
                if (g_pwma_period &gt; 0)
                {
                  freq1 = 1000000UL / (unsigned long)g_pwma_period;
                }
                else
                {
                  freq1 = 0;
                }
            
                /* 占空比 = 占空比值 / 周期值 * 100% */
                if (g_pwma_period &gt; 0)
                {
                  duty1 = (unsigned long)g_pwma_duty * 10000UL / (unsigned long)g_pwma_period;
                }
                else
                {
                  duty1 = 0;
                }
            
                g_pwma_cap_ok = 0;
            }
            else
            {
                freq1 = 0;
                duty1 = 0;
            }
         
            /* ---- 计算第2路信号频率和占空比 ---- */
            if (g_pwmb_cap_ok)
            {
                if (g_pwmb_period &gt; 0)
                {
                  freq2 = 1000000UL / (unsigned long)g_pwmb_period;
                }
                else
                {
                  freq2 = 0;
                }
            
                if (g_pwmb_period &gt; 0)
                {
                  duty2 = (unsigned long)g_pwmb_duty * 10000UL / (unsigned long)g_pwmb_period;
                }
                else
                {
                  duty2 = 0;
                }
            
                g_pwmb_cap_ok = 0;
            }
            else
            {
                freq2 = 0;
                duty2 = 0;
            }
         
            /* ---- 串口输出 ---- */
            /* 格式: CH1: freq=1000Hz duty=50.00%CH2: freq=2000Hz duty=33.33%ADC=2048 */
            sprintf(str_buf,
                &quot;CH1: freq=%luHz duty=%lu.%02lu%%CH2: freq=%luHz duty=%lu.%02lu%%ADC=%u\r\n&quot;,
                freq1, duty1 / 100, duty1 % 100,
                freq2, duty2 / 100, duty2 % 100,
                adc_val);
         
            UART1_SendString(str_buf);
      }
    }
}

/* ======================== 定时器0中断服务函数 ======================== */
/* 每1ms中断一次，计100次产生100ms标志 */
void Timer0_ISR(void) interrupt 1
{
    static unsigned int t0_cnt = 0;

    t0_cnt++;
    if (t0_cnt &gt;= 100)      // 100ms
    {
      t0_cnt = 0;
      g_t0_100ms_flag = 1;
    }
}

/* ======================== PWMA 捕获中断服务函数 ======================== */
/* 第1路信号（P1.0/PWM1P）捕获完成 */
void PWMA_Cap_ISR(void) interrupt 26
{
    unsigned char sr;

    P_SW2 |= 0x80;          // 使能访问 XFR

    sr = PWMA_SR1;          // 读取中断状态寄存器

    if (sr &amp; 0x02)          // CC1IF (通道1捕获中断)
    {
      /* 通道1捕获到上升沿，CCR1 中保存的是周期值 */
      g_pwma_period = ((unsigned int)PWMA_CCR1H &lt;&lt; 8) | PWMA_CCR1L;
      PWMA_SR1 &amp;= ~0x02;// 清除 CC1IF 标志
    }

    if (sr &amp; 0x04)          // CC2IF (通道2捕获中断)
    {
      /* 通道2捕获到下降沿，CCR2 中保存的是占空比值 */
      g_pwma_duty = ((unsigned int)PWMA_CCR2H &lt;&lt; 8) | PWMA_CCR2L;
      PWMA_SR1 &amp;= ~0x04;// 清除 CC2IF 标志
      g_pwma_cap_ok = 1;// 标记捕获完成
    }

    P_SW2 &amp;= 0x7F;          // 关闭 XFR 访问
}

/* ======================== PWMB 捕获中断服务函数 ======================== */
/* 第2路信号（P2.0/PWM5）捕获完成 */
void PWMB_Cap_ISR(void) interrupt 27
{
    unsigned char sr;

    P_SW2 |= 0x80;          // 使能访问 XFR

    sr = PWMB_SR1;          // 读取中断状态寄存器

    if (sr &amp; 0x02)          // CC1IF (通道1捕获中断)
    {
      /* 通道1捕获到上升沿，CCR1 中保存的是周期值 */
      g_pwmb_period = ((unsigned int)PWMB_CCR1H &lt;&lt; 8) | PWMB_CCR1L;
      PWMB_SR1 &amp;= ~0x02;// 清除 CC1IF 标志
    }

    if (sr &amp; 0x04)          // CC2IF (通道2捕获中断)
    {
      /* 通道2捕获到下降沿，CCR2 中保存的是占空比值 */
      g_pwmb_duty = ((unsigned int)PWMB_CCR2H &lt;&lt; 8) | PWMB_CCR2L;
      PWMB_SR1 &amp;= ~0x04;// 清除 CC2IF 标志
      g_pwmb_cap_ok = 1;// 标记捕获完成
    }

    P_SW2 &amp;= 0x7F;          // 关闭 XFR 访问
}
</code></pre>
<h3>程序说明</h3>
<p><strong>1. PWM 输入捕获原理</strong></p>
<p>根据手册第26章&quot;16位高级PWM定时器&quot;的说明，STC32G 的高级 PWM 支持<strong>PWM输入捕获模式</strong>，可同时测量信号的周期和占空比：</p>
<ul>
<li>将外部信号同时接入同一组 PWM 的两路通道</li>
<li>通道1配置为<strong>上升沿捕获</strong>（捕获周期值到 CCR1）</li>
<li>通道2配置为<strong>下降沿捕获</strong>（捕获占空比值到 CCR2）</li>
<li>触发模式控制器配置为<strong>复位触发模式</strong>（SMS=100），每次上升沿复位计数器</li>
</ul>
<p><strong>2. 信号测量范围</strong></p>
<ul>
<li>PWM 计数器时钟 = 40MHz / 40 = <strong>1MHz</strong></li>
<li>最大可测周期 = 65535 / 1MHz ≈ <strong>65.5ms</strong>（对应约 15.26Hz）</li>
<li>最小可测周期 = 2 / 1MHz = <strong>2μs</strong>（对应 500kHz）</li>
<li>占空比分辨率 = 1 / 65535 ≈ <strong>0.0015%</strong></li>
</ul>
<p><strong>3. ADC 转换</strong></p>
<ul>
<li>定时器0每 <strong>100ms</strong> 触发一次 ADC 转换</li>
<li>ADC 时钟 ≈ 1.33MHz，12位精度，右对齐格式</li>
<li>转换结果通过串口输出</li>
</ul>
<p><strong>4. 串口输出格式</strong></p>
<pre><code>CH1: freq=1000Hz duty=50.00%CH2: freq=2000Hz duty=33.33%ADC=2048
</code></pre>
<h3>使用说明</h3>
<ol>
<li>将第1路被测信号连接到 <strong>P1.0</strong>（PWM1P）</li>
<li>将第2路被测信号连接到 <strong>P2.0</strong>（PWM5）</li>
<li>将模拟电压连接到 <strong>P1.1</strong>（ADC1）</li>
<li>串口1（P3.0/P3.1）连接 USB转串口模块，波特率 <strong>115200</strong></li>
<li>用 Keil C251 编译下载到 STC32G12K128</li>
</ol>
<blockquote>
<p><strong>注意</strong>：被测信号的频率范围建议在 <strong>15Hz ~ 500kHz</strong> 之间，且信号电平需与单片机 I/O 电平兼容（0~Vcc）。如果信号幅度不匹配，需加电平转换或分压电路。</p>
</blockquote>
<hr />
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<p><strong>📌 相关论坛讨论</strong></p>
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