如何将波计数器统一起来

在嵌入式系统中，波计数器（pulse counter）常常用于测量外部信号的频率或计数脉冲。当系统需要同时测量多个信号或者需要不同功能的波计数器协同工作时，波计数器的统一化是非常必要的。

波计数器的分类

波计数器一般根据检测信号类型和测量精度的不同而进行分类。常见的波计数器分类有：

• 电平计数器：用于测量电平高低变化的次数
• 宽度计数器：用于测量脉冲宽度
• 周期计数器：用于测量周期

统一波计数器的方法

软件实现

在嵌入式系统中，波计数器一般由硬件和软件两部分构成。因此，可以通过软件来实现波计数器的统一功能。

在进行软件开发时，可以将所有波计数器的读取函数封装成统一的函数。该函数接收波计数器的配置参数，并返回测量得到的数据。这样，在调用时，只需要调用这个函数，而不需要考虑每个波计数器的读取函数，从而可以统一波计数器的使用。

硬件实现

硬件实现的方法相对来说要复杂一些。这里以STM32为例，演示如何将多个波计数器统一起来。

第一步，配置输入捕获通道和GPIO引脚。STM32的TIM模块可以监听GPIO的变化并计数，因此可以通过配置输入捕获通道来实现波计数器的功能。需要注意的是，不同计数器需要配置不同通道和GPIO引脚。

// 配置TIM3的通道1
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

// 配置TIM3的捕获通道1
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 0xFFFF;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct);

TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);

第二步，编写中断服务函数。

void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET)
    {
        // 处理计数事件
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1);
    }
}

第三步，使用统一的计数器处理函数来获取每个波计数器对应的计数值。

static uint32_t getCount(uint8_t channel)
{
    uint32_t count = 0;
    switch (channel)
    {
        case 1:
            count = TIM_GetCapture1(TIM3);
            break;
        case 2:
            count = TIM_GetCapture1(TIM4);
            break;
        case 3:
            count = TIM_GetCapture1(TIM5);
            break;
        default:
            break;
    }
    return count;
}

总结

波计数器的统一化可以提高代码的复用性和可维护性，同时也有利于增加系统的扩展性。需要根据实际需求来选择软件实现或硬件实现的方式。在使用硬件实现的方法时，需要注意不同波计数器需要配置不同的通道和GPIO引脚，同时还需要编写中断服务函数。