摘要：TIM 输入捕获测频率，示波器看是 1kHz，代码算出来 980Hz 甚至 1200Hz？不是信号问题，而是计数器溢出（Overflow）处理不当或噪声导致重复捕获。本文给出工程级的计算模型。

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一、问题描述（现象）

**用 TIM 输入捕获测 PWM 频率；

示波器稳定 1kHz，串口打印的值却在 990~1010 Hz 跳动；

频率越低，误差越大。**

很多工程师的排查方向是：

1. 晶振不准？

2. 公式写错了？

3. 换个 TIM 试试？

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二、原理分析

1. 物理模型

输入捕获本质是测量两个边沿之间的计数值。

CNT: 0 -> 1000 -> 2000 -> OVERFLOW -> 500
              ↑                ↑
           第一次捕获         第二次捕获

2. 核心参数

• TIM_CLK：定时器时钟（如 1MHz）。

• ARR：自动重装值（如 65535）。

• IC_Value：捕获寄存器值。

3. 反直觉真相

频率 = TIM_CLK / IC_Value 这个公式只在“无溢出”时成立。

实际情况是：

• 低频信号（< 100Hz）必然发生多次溢出。

• 高频信号（> 10kHz）容易受噪声影响，触发多次捕获。

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三、工程级解决方案

方案 1：正确处理溢出（必须做）

计算频率的标准公式：

// diff = (overflow_count * (ARR + 1)) + (IC2 - IC1)
uint32_t diff;
if (IC2 >= IC1) {
    diff = IC2 - IC1;
} else {
    diff = (overflow_count * (ARR + 1)) + IC2 - IC1;
}
float freq = (float)TIM_CLK / diff;

关键：​ 必须在 Update 中断里维护 overflow_count。

方案 2：开启数字滤波（消抖神器）

TIM 自带输入滤波，不依赖软件消抖。

// STM32 HAL 示例
TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;
sConfigIC.ICFilter = 4; // 采样频率 = fCK_INT / (2*N)

经验值：

• 1kHz 信号：ICFilter = 4~8

• 10kHz 信号：ICFilter = 0~2

方案 3：使用 DMA 搬运（高阶）

对于高频信号：

• 配置 DMA 将 CCR 值自动搬运到内存。

• 软件只做平均滤波。

• 避免中断响应时间带来的抖动。

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四、选型避坑建议

1. 不要用 16 位 TIM 测超低频：

   • 1MHz 时钟 + 16 位 ARR，最长只能测 65ms（约 15Hz）。

2. 通道映射：

   • 测频率用 CH1/CH2。

   • 测占空比才需要 CH1 + CH2​ 交叉捕获。

3. 极性选择：

   • 默认选 上升沿。

   • 如果信号有振铃，改为下降沿可能更稳定。

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五、总结 Checklist

• [ ] 是否在计算公式中考虑了溢出次数？

• [ ] 是否开启了输入捕获滤波器（ICFilter）？

• [ ] 是否在中断中正确处理了溢出标志？

• [ ] 被测信号频率是否低于 TIM 的理论下限？

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六、写在最后（关注我，少走弯路）

我是 gqqsherry，一个拒绝调包、专注底层逻辑的嵌入式工程师。

TIM 输入捕获是“看起来简单，调起来想摔示波器”的典型外设。

关注我的专栏《嵌入式底层避坑指南》，下一篇我们将深入解析 《DMA + TIM 触发异常？别只怪时钟，看看 Update 与 TRGO》。

👉 下一篇预告：《DMA 搬运 ADC 数据总错位？别只怪指针，看看 TIM 的触发源》

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