【MCU输入捕获模式】

MCU输入捕获模式

引言

输入捕获模式 （Input Capture Mode）是一种用于捕获外部输入信号变化的微控制器（MCU）功能，通常集成在定时器（Timer）模块中。通过这种模式，MCU可以精确记录外部信号的边沿事件，如上升沿或下降沿，进而计算出信号的周期、脉宽等参数。这种方法在嵌入式系统中有着广泛的应用，如PWM信号分析、编码器信号处理等。

一、基本概念

1. 输入捕获模式 ：
   • 定义：输入捕获模式是微控制器定时器模块的一种工作模式，用于捕获外部信号的边沿事件（通常是在上升沿或下降沿触发）。
   • 功能：通过捕获外部信号的变化，记录定时器当前的计数值，从而可以计算出输入信号的周期、脉宽或其他相关参数。
2. 外部信号 ：
   • 输入信号可以是各种形式的脉冲序列，如PWM信号、编码器信号、传感器输出等。
   • 信号通常表现为周期性的高电平和低电平交替。
3. 边沿检测 ：
   • 上升沿：信号从低电平（0）变为高电平（1）。
   • 下降沿：信号从高电平（1）变为低电平（0）。
   • 可以根据需要选择仅捕获上升沿、仅捕获下降沿，或者两种边沿都捕获。

二、实现原理

1. 定时器模块功能 ：
   • 定时器模块是微控制器中用于生成时间基准和事件的重要模块。
   • 它可以通过配置生成周期性中断、控制PWM输出，或者捕获外部输入信号的变化。
2. 输入捕获的具体实现 ：
   • 当外部输入信号的电平变化时（如从低变高），捕获通道检测到这个变化，并触发一个事件。
   • 定时器在事件触发时，将当前的计数值保存到捕获寄存器中。
   • 软件可以定期读取捕获寄存器中的值，计算出两次边沿事件之间的计数值变化，从而得到输入信号的周期或脉宽。
3. 配置步骤 （以STM32为例）：
   • 1. 定时器初始化 ：
   • 选择定时器并配置其时钟源和预分频器，设置定时器的工作频率。
   • 配置捕获通道的工作模式，选择边沿触发方式（