原標題：幾種STM32測量頻率和占空比方式的利與弊

在STM32中測量頻率和占空比時，不同方法的核心特性對比（避開公式和代碼，聚焦實際利弊）：

一、輸入捕獲（Input Capture）

優點

1. 精度極高

• 依賴硬件定時器，誤差僅由時鐘源決定（如72MHz定時器誤差<0.001%）。

2. 實時性強

• 硬件自動捕獲邊沿時間，CPU僅需在中斷中處理數據，適合高頻信號（如MHz級）。

3. 抗干擾能力強

• 可配置輸入濾波器（如抑制100ns以下的毛刺），適合工業環境。

缺點

1. 占空比測量需額外操作

• 默認僅捕獲上升沿，需手動切換極性或使用雙通道捕獲下降沿。

2. 中斷負載風險

• 高頻信號（如1MHz）可能每微秒觸發一次中斷，需優化中斷處理邏輯。

3. 資源占用固定

• 必須占用一個定時器通道，且配置較復雜。

典型場景

• 電機PWM控制、超聲波測距、高頻信號分析。

二、外部中斷（EXTI） + 定時器

優點

1. 實現簡單

• 僅需配置GPIO中斷和基礎定時器，適合快速原型開發。

2. 資源占用極低

• 不依賴高級定時器功能，可用任意GPIO引腳。

缺點

1. 精度受限

• 依賴HAL_GetTick()（ms級）或通用定時器（通常1μs分辨率），無法測量高頻信號。

2. 占空比測量困難

• 需手動管理上升沿/下降沿狀態機，容易因抖動出錯。

3. 抗干擾差

• 無硬件濾波，噪聲可能導致誤觸發。

典型場景

• 低頻按鈕檢測、簡單心跳信號監測。

三、PWM輸入模式（TIM PWM Input）

優點

1. 一鍵測量頻率和占空比

• 硬件自動捕獲周期和高電平時間，單次中斷即可獲取完整數據。

2. 精度與輸入捕獲相當

• 同樣依賴硬件定時器，誤差極小。

缺點

1. 資源占用高

• 需同時占用兩個定時器通道（IC1和IC2），且配置復雜。

2. 靈活性低

• 僅適用于標準PWM信號（固定占空比和周期）。

典型場景

• 伺服電機控制、舵機信號解析。

四、軟件輪詢（Polling）

優點

1. 無需中斷

• 適合超低頻信號（如每秒幾次變化），避免中斷開銷。

2. 實現最簡單

• 直接讀取GPIO狀態，無需配置定時器或中斷。

缺點

1. 精度極差

• 依賴CPU循環延遲，誤差可能達毫秒級。

2. CPU占用率高

• 需持續輪詢，無法同時處理其他任務。

3. 無法測量占空比

• 僅能檢測電平變化，無法計算高電平時間。

典型場景

• 調試階段簡單信號監測、極低頻狀態指示。

五、比較總結表

六、選型建議

1. 高頻信號（>10kHz）：優先選輸入捕獲或PWM輸入模式。

2. 低頻信號（<1kHz）：若精度要求不高，可用外部中斷；若需極簡實現，用輪詢。

3. 同時測頻率和占空比：直接選PWM輸入模式，避免復雜狀態機。

4. 資源緊張場景：嘗試復用定時器通道（如用同一定時器測多路信號）。

關鍵原則：根據信號頻率、精度需求和資源限制，選擇能滿足需求的最簡單方案。