IC（Input Capture）输入捕获
输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时，当前CNT的值将被锁存到CCR中，可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道，可配置为PWMI模式，同时测量频率和占空比，可配合主从触发模式，实现硬件全自动测量
频率测量：
测频法适合频率较高的情况，由于测量方法为选取一段时间测量特定边沿取平均值，故波动较低，受噪声影响较小；测周法适合频率较低的情况，测量方法为选取一个周期，测量标准频率（即时钟），故波动较大，受噪声影响较大；当有一个频率，测频法和测周法的N相同，则误差相同，即为中界频率
正负1误差：在测量的时间（测频）或者周期（测周）中，可能出现测量的边沿（测频）或者频率（测周）不完整，只能舍弃或者当作一整个周期看待，若想减小正负1误差，需要尽量多计一些数
这节主要采用的是测周法
输入捕获相关电路
从左侧的四个通道引脚进入电路，首先1~3通道接入一个三输入的异或门，可用于三相无刷电机接入霍尔传感器检测转自位置使用，以驱动换相电路工作；接着进入输入滤波其和边沿检测器，对信号进行滤波和选择高/低电平触发。在下一步的输出上可分为两组：CH1和CH2、CH3和CH4，以前者举例：1、每条通道独立使用，CH1的信号得到TI1FP1输入到通道1的后续电路，或者CH1的信号得到TI1FP2输入到通道2的后续电路；CH2的信号同理 2、PWMI模式，可将一个引脚的输入同时映射到两个捕获单元，第一个捕获通道使用上升沿触发，用于捕获周期，第二个通道使用下降沿触发，用于捕获占空比，同时对一个引脚进行捕获即可同时测量频率和占空比
输入信号进行滤波和极性选择后进入预分频器，分频后的触发信号即可进行触发捕获电路工作，每出现一个触发信号，CNT的值就会向CR寄存器转运一次，同时发生一个捕获事件，在状态寄存器置标志位的同时，也可产生中断
测周法：若配置上升沿触发捕获，那么每出现一个上升沿，CNT转运置CCR一次，由于CNT由内部标准时钟驱动，故CNT的值可用于记录两个上升沿之间的时间间隔，即为周期，取倒数即为频率
主从触发模式
主模式可将定时器内部信号映射至TRGO引脚，以触发其他外设；从模式可接受其他外设或自身外设的信号，用于控制自身定时器的运行；触发源选择，即选择从模式的触发信号源，选择指定信号，得到TRGI，从模式在列表中选择一项操作自动执行，以实现硬件自动化；
在输入捕获中，若想使用从模式进行操作，由于触发源选择中只有TI1FP1、TI2FP2，故只能使用通道1和通道2，通道3和通道4则不能使用，只能开启中断并手动清零
PWMI
PWMI模式使用两个通道同时捕获一个引脚，可同时测量周期和占空比，TI1FP1配置上升沿触发，触发捕获和清零CNT，进行周期的捕获，而TI1FP2配置为下降沿触发，通过交叉通道触发通道2的捕获单元，CCR2捕获不触发CNT清零，是高电平期间的计数值，用CCR2/CCR1，即为占空比
初始化步骤
1、RCC开启始终，打开GPIO和TIM时钟
2、GPIO初始化，将GPIO配置为输入模式
3、配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行
4、配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、直连通道/交叉通道、分频器等
5、选择从模式触发源，选择为TI1FP1
6、选择触发后执行的操作，执行ReSet操作
7、开启定时器
相关库函数
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
void TIM_PWMIConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
void TIM_ICStructInit(TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TRGOSource);
void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);
void TIM_SetIC1Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC2Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC3Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC4Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
uint16_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture2(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture3(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture4(TIM_TypeDef* TIMx);TIM_ICInit：用于结构体配置输入捕获单元，四个通道共用一个函数
TIM_PWMIConfig：用于快速配置PWMI所需的两个输入通道
TIM_ICStructInit：用于给输入捕获结构体赋初始值
TIM_SelectInputTrigger：用于选择输入触发源TRGI
TIM_SelectOutputTrigger：用于选择输出触发源TRGO
TIM_SelectSlaveMode：用于选择从模式
TIM_SetIC1Prescaler：用于单独配置各通道的分频器
TIM_GetCapture1：用于读取各通道的CCR
代码实现
基本输入捕获模式：
//PWM.c文件 用于输出PWM波至IC输入口
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);//使用正点原子精英板，需要对TIM3进行重映射
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //这句不写也没有影响，默认使用内部时钟
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
//TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 99;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 719;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，高级定时器才可使用，置0
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //用于给结构体中的所有变量赋初始值
//避免使用高级定时器时因为部分变量未赋值而报错
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
//TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 50;
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare2(TIM3, Compare);
}
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
TIM_PrescalerConfig(TIM3, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Update);
}
//IC.c文件
#include "stm32f10x.h"
void IC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//TIM_InternalClockConfig(TIM2); //这句不写也没有影响，默认使用内部时钟
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536-1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，高级定时器才可使用，置0
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //使用TIM2_CH2
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //使用滤波
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿触发
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //不分频
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直连通道
TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI2FP2);
TIM_SelectSlaveMode(TIM2, TIM_SlaveMode_Reset);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / TIM_GetCapture2(TIM2);
}
//main.c 文件
int main(void)
{
delay_init();
OLED_Init();
PWM_Init();
IC_Init();
PWM_SetPrescaler(719); //Freq = 72M/ (PSC+1) / (ARR+1)
PWM_SetCompare2(50);
OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");
int i;
while(1)
{
OLED_ShowNum(1,6, IC_GetFreq(), 5);
for(i=0; i<100; i++)
{
PWM_SetCompare2(i);
delay_ms(10);
}
for(i=0; i<100; i++)
{
PWM_SetCompare2(100-i);
delay_ms(10);
}
}
}
PWMI模式：
//PWM输出部分同上
//PWMI部分代码：
#include "stm32f10x.h" // Device header
void IC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//TIM_InternalClockConfig(TIM2); //这句不写也没有影响，默认使用内部时钟
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536-1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，高级定时器才可使用，置0
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //使用TIM2_CH2
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //使用滤波
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿触发
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //不分频
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直连通道
TIM_PWMIConfig(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
//TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI2FP2);
TIM_SelectSlaveMode(TIM2, TIM_SlaveMode_Reset);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / TIM_GetCapture2(TIM2);
}
uint32_t IC_GetDuty(void)
{
return (TIM_GetCapture1(TIM2)+1)*100 / (TIM_GetCapture2(TIM2)+1);
}
//main函数：
int main(void)
{
delay_init();
OLED_Init();
PWM_Init();
IC_Init();
PWM_SetPrescaler(719); //Freq = 72M/ (PSC+1) / (ARR+1)
PWM_SetCompare2(50);
OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");
OLED_ShowString(2,1,"Duty:00%");
int i;
while(1)
{
OLED_ShowNum(1,6, IC_GetFreq(), 5);
for(i=0; i<100; i++)
{
PWM_SetCompare2(i);
delay_ms(10);
OLED_ShowNum(2,6, IC_GetDuty(), 2);
}
for(i=0; i<100; i++)
{
PWM_SetCompare2(100-i);
delay_ms(10);
OLED_ShowNum(2,6, IC_GetDuty(), 2);
}
}
}
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