【STM32F103实验（八）】输入捕获

一、目的
在正点原子精英版上，采用TIM5的通道1（PA0）作为输入捕获，捕获PA0上高电平的脉宽（用WK_UP）按键输入高电平，通过串口打印高电平脉宽时间。

二、输入捕获简介
输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。STM32定时器，除了TIM6和TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。STM32的输入捕获，简单的说就是通过检测TIMx_CHx上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA等。
设计思路：
本次实验采用TIM5_CH1来捕获高电平脉宽，先设置输入捕获为上升沿检测，记录发生上升沿的时候TIM5_CNT的值。然后配置输入捕获信号为下降沿捕获，当下降沿到来时，发生捕获，并记录此时TIM5_CNT的值。这样，前后两次TIM5_CNT之差，就是高电平的脉宽。TIM5的计数频率已知，由此我们可以准确计算出高电平脉宽时间。

三、程序设计
输入捕获配置步骤如下：
（1）时钟使能，开启TIM5时钟和GPIOA时钟；
（2）初始化TIM5，配置其分频系数、ARR和PSC；
（3）设置TIM5输入捕获通道1比较参数，开启输入捕获；
（4）初始化NVIC中断优先级分组；
（5）使能TIM5的更新中断和捕获中断；
（6）编写中断服务函数；
（7）使能定时器TIM5。

void TIM5_Cap_init(u16 arr,u16 psc)	//输入捕获初始化
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitSturct;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitSturct;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSturct;
    
    /******************时钟使能*****************/
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE); //TIM5时钟使能
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);    //GPIOA时钟使能
    
    /*******************初始化TIM5*****************/
    TIM_TimeBaseInitSturct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitSturct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitSturct.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseInitSturct.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseInitSturct);
    
    /*******************设置TIM5输入捕获通道1比较参数***************/
    TIM_ICInitSturct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;   //选择输入端IC1映射到TI1上
    TIM_ICInitSturct.TIM_ICFilter =0;   //不滤波
    TIM_ICInitSturct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;    //上升沿捕获
    TIM_ICInitSturct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;  //不分频
    TIM_ICInitSturct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;    //直接映射到TI1
    TIM_ICInit(TIM5,&TIM_ICInitSturct);
    
    /*********************初始化NVIC中断优先级分组*******************/
    NVIC_InitSturct.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;    //TIM5中断
    NVIC_InitSturct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;    //IRQ通道被使能
    NVIC_InitSturct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitSturct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_Init(&NVIC_InitSturct);
    
    /********************使能TIM5的更新中断和捕获中断***************/
    TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE); 
    
    /********************使能TIM5*********************/
    TIM_Cmd(TIM5,ENABLE);
}

u8 TIM5CH1_CATURE_STA = 0;  //输入捕获状态
u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值

void TIM5_IRQHandler(void)	//中断服务函数
{
    if((TIM5CH1_CATURE_STA & 0x80) == 0)    //还未捕获成功
    {
        if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_Update) == SET)  //更新中断触发
        {
            if(TIM5CH1_CATURE_STA & 0x40)   //已经捕获到高电平
            {
                if((TIM5CH1_CATURE_STA & 0x3f) == 0x3f) //高电平时间过长
                {
                    TIM5CH1_CATURE_STA |= 0x80; //标记成功捕获一次
                    TIM5CH1_CAPTURE_VAL = 0xffff;
                }
                else
                    TIM5CH1_CATURE_STA++;
            }
        }
    }
    if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_CC1) == SET) //捕获1发生捕获事件
    {
        if(TIM5CH1_CATURE_STA & 0x40)   //捕获到一个下降沿
        {
            TIM5CH1_CATURE_STA |= 0x80; //标记成功捕获一次上升沿
            TIM5CH1_CAPTURE_VAL = TIM_GetCapture1(TIM5);    
            TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_OCPolarity_High);  //设置为上升沿捕获
            
        }
        else
        {
            TIM5CH1_CATURE_STA = 0; //清空
            TIM5CH1_CAPTURE_VAL = 0;   
            TIM_SetCounter(TIM5,0); 
            TIM5CH1_CATURE_STA |= 0x40; //标记捕获到了上升沿
            TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_OCPolarity_Low); //设置为下降沿捕获
        }
    }
    TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1);   //清除中断标志位
}    

主函数

extern u8 TIM5CH1_CATURE_STA;
extern u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;

int main(void)
{
    u32 temp = 0;
    delay_init();
    key_init();
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    uart_init(115200);  //串口波特率初始化
    TIM5_Cap_init(0xffff,72-1);   //以1MHz的频率计数
    while(1)
    {
        delay_ms(10);
        if(TIM5CH1_CATURE_STA & 0x80)   //成功捕获到一次上升沿
        {
            temp = TIM5CH1_CATURE_STA & 0x3f;
            temp *= 65536;    //溢出时间总和
            temp += TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间
            printf("High:%d us\r\n",temp);  //打印总的高电平时间
            TIM5CH1_CATURE_STA = 0; //开启下一次捕获
        }
    }
}