在STM32上采样正弦波并计算其频率，常用以下两种方法：

方法一：定时器输入捕获（适合低频信号）

步骤：

1. 硬件连接：将正弦波信号接入STM32的定时器输入捕获引脚（如TIMx_CHx）。
2. 信号调理：若信号幅度超出0-3.3V范围，需添加电压钳位或运放电路。
3. 定时器配置：
   • 选择支持输入捕获的定时器（如TIM1/TIM2等）。
   • 设置预分频器（PSC）和自动重载值（ARR）以匹配信号频率范围。
   • 配置输入捕获通道为上升沿/下降沿触发。
4. 中断/DMA：使能捕获中断，记录两次边沿触发的时间差 Δt。
5. 计算频率：
   [ f = \frac{1}{Δt \times \text{定时器时钟周期}} ]

优点：实时性强，资源占用低。
缺点：高频信号（>1MHz）可能需要更高主频的定时器。

方法二：ADC采样 + FFT（适合中高频信号）

步骤：

1. 硬件连接：将信号接入ADC输入引脚，确保电压在0-3.3V之间。
2. 抗混叠滤波：添加低通滤波器（截止频率 ≤ 采样率/2）。
3. ADC配置：
   • 设置采样率（根据奈奎斯特定理，至少为信号最高频率的2倍）。
   • 使用定时器触发ADC采样，确保等间隔采样。
   • 启用DMA传输采样数据到内存。
4. FFT计算：
   • 对采样数据应用窗函数（如汉宁窗）。
   • 执行FFT（可使用STM32的DSP库 arm_cfft_f32）。
   • 查找频谱峰值对应的频率：
     [ f_{\text{peak}} = \frac{\text{峰值位置} \times \text{采样率}}{\text{FFT点数}} ]
5. 优化：增加FFT点数或多次平均以提高分辨率。

优点：可分析复杂信号，支持多频成分检测。
缺点：计算量大，需较高RAM和CPU资源。

代码示例（方法二核心逻辑）：

#include "arm_math.h"
#include "arm_const_structs.h"

#define FFT_SIZE 1024
float32_t adc_buffer[FFT_SIZE];
float32_t fft_output[FFT_SIZE];

void process_adc_data() {
  arm_cfft_f32(&arm_cfft_sR_f32_len1024, adc_buffer, 0, 1);
  arm_cmplx_mag_f32(adc_buffer, fft_output, FFT_SIZE);

  uint32_t max_index;
  arm_max_f32(fft_output, FFT_SIZE/2, &max_value, &max_index);

  float sampling_rate = 10000; // 例如：10kHz采样率
  float peak_freq = (max_index * sampling_rate) / FFT_SIZE;
}

关键参数选择：

1. 采样率：至少为信号最高频率的2倍（推荐3-5倍）。
2. FFT点数：点数越多，频率分辨率越高（分辨率 = 采样率 / FFT点数）。
3. 窗函数：减少频谱泄漏，常用汉宁窗（Hanning）。

注意事项：

• 高频信号优先使用定时器直接测量。
• ADC采样时注意阻抗匹配和噪声抑制。
• 实时性要求高时，可降低FFT点数或使用Goertzel算法。

根据信号特性（频率范围、幅值、噪声水平）选择合适方法，并优化参数配置。