PWM占空比的测量方法

　　阻塞方式
　　MCU阻塞方式测量PWM占空比的原理比较简单，也只需要使用到一个普通的IO端口（设置为输入模式，对于51而言那就是一个普通的双向口）。具体实现流程为：
　　等待上升沿到来，然后开启定时器，开始计时；
　　等待下降沿到来，记录下定时器的计数值，即得到PWM的高电平时间H；
　　同时，清零定时器，重新开始计数；
　　等待上升沿到来，记录下定时器的计数值，即得到PWM的低电平时间L；
　　计算得出占空比：duty = H / （H + L）;
　　阻塞方式原理简单，而且只需要MCU有一个定时器的资源即可实现；但采集时阻塞CPU运行，阻塞的时间和输入PWM的周期相关，只适用于实时性较低的系统。
　　另外，上述流程中存在着一个严重的BUG，即当输入的PWM占空比为0%或者100%时，程序会被一直阻塞，等待上升沿/下降沿的到来。所以解决方法是，在等待上升沿/下降沿的过程中，实时提取定时器的值，一旦定时时间超过1个周期的限定（一般可定义为2-3个周期时间），即退出等待，并根据端口电平判断此时占空比为0%（低电平）或100%（高电平）。
　　示例代码，仅供参考：
　　//获取PWM输入脚的电平
　　#define PWM_IN（） xxxxxx
　　//定义超时时间（如2-3倍PWM周期）
　　#define T1_TIMEOUT xxxxxx
　　uint8_t PWM_Analyse（void）
　　{
　　uint8_t duty = 0xFF;
　　uint16_t pwm_H = 0;
　　uint16_t pwm_L = 0;
　　if （PWM_IN（）） //初始为高电平，则开始等待低电平
　　{
　　TH1 = 0;
　　while （PWM_IN（）） //等待下降沿
　　{
　　if （TH1 》= T1_TIMEOUT） //下降沿没有到来，判定为100%占空比
　　{
　　duty = 100;
　　return duty;
　　}
　　}
　　TH1 = 0;
　　TL1 = 0;
　　while （！PWM_IN（）） //等待上升沿
　　{
　　if （TH1 》= T1_TIMEOUT） //上升沿没有到来，判定为0%占空比
　　{
　　duty = 0;
　　return duty;
　　}
　　}
　　pwm_L = （TH1 《《 8） | TL1;
　　TH1 = 0;
　　TL1 = 0;
　　while （PWM_IN（）） //等待下降沿
　　{
　　if （TH1 》= T1_TIMEOUT） //下降沿没有到来，判定为100%占空比
　　{
　　duty = 100;
　　return duty;
　　}
　　}
　　pwm_H = （TH1 《《 8） | TL1;
　　duty = pwm_H * 100 / （pwm_H + pwm_L）;
　　return duty;
　　}
　　else //当前为低电平，则开始等待高电平
　　{
　　TH1 = 0;
　　while （！PWM_IN（）） //等待上升沿
　　{
　　if （TH1 》= T1_TIMEOUT） //上升沿没有到来，判定为0%占空比
　　{
　　duty = 0;
　　return duty;
　　}
　　}
　　TH1 = 0;
　　TL1 = 0;
　　while （PWM_IN（）） //等待下降沿
　　{
　　if （TH1 》= T1_TIMEOUT） //下降沿没有到来，判定为100%占空比
　　{
　　duty = 100;
　　return duty;
　　}
　　}
　　pwm_H = （TH1 《《 8） | TL1;
　　TH1 = 0;
　　TL1 = 0;
　　while （！PWM_IN（）） //等待上升沿
　　{
　　if （TH1 》= T1_TIMEOUT） //上升沿没有到来，判定为0%占空比
　　{
　　duty = 0;
　　return duty;
　　}
　　}
　　pwm_L = （TH1 《《 8） | TL1;
　　duty = pwm_H * 100 / （pwm_H + pwm_L）;
　　return duty;
　　}
　　return 0xFF;
　　}

　　中断方式
　　中断方式的PWM采集原理与阻塞方式相同，只是将判定移动至外部中断中。开启MCU端口的外部中断（上升沿和下降沿中断）；如果MCU外部中断触发不支持上升和下降沿中断，则先开启上升沿中断，在中断处理中切换中断触发条件。
　　处理方法：在中断处理函数中，根据当前电平状态，记录下定时器的值，并清零定时器的值，重新开始下一轮计时。
　　0%和100%的处理：设定一个定时递增的变量，同时在外部中断中执行清零操作。若该变量超过一定值（说明外部中断有较长时间没有触发），则判定为0%或100%。
　　uint16_t pwm_H = 0;
　　uint16_t pwm_L = 0;
　　uint16_t pwm_time_out = 0;
　　void EXT1_ISR（void） interrupt EXTI1_VECTOR
　　{
　　if （PWM_IN（））
　　{
　　pwm_L = （TH1 《《 8） | TL1; //记录低电平时间
　　TH1 = 0;
　　TL1 = 0;
　　}
　　else
　　{
　　pwm_H = （TH1 《《 8） | TL1; //记录高电平时间
　　TH1 = 0;
　　TL1 = 0;
　　}
　　//该变量定时递增（如1ms递增1），在外部中断中清零
　　//在主程序中判断，超过一定值时认为PWM占空比为0%或100%
　　pwm_time_out = 0;
　　return;
　　}
　　123456789101112131415161718192021222324
　　注：使用中断方式，则占空比计算不建议放在中断中处理；同时，为了保证占空比的准确性，可以连续2-3次计算结果一致时，再确定当前占空比的结果。

　　MCU捕获方式
　　采用捕获方式的前提是MCU支持捕获功能。当前部分厂家推出的51内核单片机，会包含一个定时器2，其拥有捕获功能；或者采用32位单片机，一般都带有捕获功能。捕获的原理很简单，当上升沿或下降沿来临时，MCU硬件将定时器/计数器的值保存在一个影子寄存器中，并产生捕获中断。
　　通过固定每次上升/下降沿的计数器值，相减即可分别得出高电平值和低电平值，从而计算出占空比。
　　
　　下面以某颗51内核的MCU为例，提供示例代码：
　　unsigned int pwm_fall = 0， pwm_rise = 0;
　　volatile unsigned int pwm_H;
　　volatile unsigned int pwm_L;
　　volatile unsigned char pwm_time_out;
　　//------------------------------------------------------------
　　void T2_interrupt（void） interrupt 5 //定时器2中断;
　　{
　　if （CCCON & 0x02） //CC1中断标志位
　　{
　　CCCON &= 0xFD; //清除中断标志
　　if （PWM_IN（）） //上升沿触发
　　{
　　pwm_rise = CC1; //获取捕获寄存器中的值
　　pwm_L = pwm_rise - pwm_fall;
　　}
　　else
　　{
　　pwm_fall = CC1; //获取捕获寄存器中的值
　　pwm_H = pwm_fall - pwm_rise;
　　}
　　//该变量定时递增（如1ms递增1），在外部中断中清零
　　//在主程序中判断，超过一定值时认为PWM占空比为0%或100%
　　pwm_time_out = 0;
　　}
　　}
　　123456789101112131415161718192021222324252627282930
　　注： pwm_rise/pwm_fall/pwm_L/pwm_H都必须使用无符号数，否则相减时可能得到错误的值。

　　方式一任何单片机都可以实现，但是阻塞方式会使系统的实时性变差；
　　方式二在使用时，需要保证外部中断的最高优先级，不可以被其他中断打断，以保证其准确性；
　　方式三的稳定性和准确性都较高，但是需要MCU硬件支持。