输入捕获实验

目录

1.输入捕获简介

原理：

2.配置步骤

代码：

timer.c

main.c

---

1.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

原理：

        假定定时器工作在向上计数模式， 图中 t1~t2 时间，就是我们需要测量的高电平时间。测量方法如下：首先设置定时器通道 x 为 上升沿捕获，t1 时刻，就会捕获到当前的CNT 值，然后立即清零 CNT，并设置通道 x 为下降沿捕获，这样到 t2 时刻，又会发生捕获事件，得到此时的 CNT 值，记为 CCRx2。这样， 根据定时器的计数频率，我们就可以算出 t1~t2 的时间，从而得到高电平脉宽。

        在 t1~t2 之间，可能产生 N 次定时器溢出，这就要求我们对定时器溢出，做处理，防止高电平太长，导致数据不准确。如图所示，t1~t2之间，CNT计数的次数等于：N*ARR+CCRx2， 有了这个计数次数，再乘以 CNT 的计数周期，即可得到 t2-t1 的时间长度，即高电平持续时间。

        STM32 的定时器，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（比如上升沿/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。

2.配置步骤

1）开启 TIM2 时钟，配置 PA0 为下拉输入

2）初始化 TIM2，设置 TIM2 的 ARR 和 PSC。

3）设置 TIM2 的输入比较参数，开启输入捕获

代码：

TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;
TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端 IC1 映射到 TI1 上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);

4）使能捕获和更新中断（设置 TIM2 的 DIER 寄存器）

5）设置中断分组，编写中断服务函数

6）使能定时器（设置 TIM2 的 CR1 寄存器）

7）因为还用到了串口输出结果，所以还需要配置一下串口。

        我们将捕获 TIM2_CH1（PA0）上的高电平脉宽，通过 WK_UP 按键输入高电平，并从串口打印高电平脉宽。同时我们保留上节的 PWM 输出，大家也可以通过用杜邦线连接 PA8 和 PA0，来测量 PWM 输出的高电平脉宽。

timer.c

TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;
void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能 TIM2 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能 GPIOA 时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0 清除之前设置 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入 
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0 下拉
//初始化定时器 2 TIM2
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //预分频器 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx 的时间基数单位
 
//初始化 TIM2 输入捕获参数
TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端 IC1 映射到 TI1 上
 TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
 TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上
 TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
 TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
 TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);
//中断分组初始化
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM2 中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //先占优先级 2 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //从优先级 0 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化外设 NVIC 寄存器
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);
//允许更新中断 CC1IE 捕获中断
 TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器 2
}
u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态 
u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值
//中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{ 
if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
{ 
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
{ 
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
{
if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++;
}
}
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获 1 发生捕获事件
{
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿
{ 
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次上升沿
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM2);
 TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising); 
//CC1P=0 设置为上升沿捕获
}else //还未开始,第一次捕获上升沿
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //清空
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0;
TIM_SetCounter(TIM2,0);
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿
 TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling);
//CC1P=1 设置为下降沿捕获
} 
} 
}
 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
extern u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA; //输入捕获状态 
extern u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值
int main(void)
{
u32 temp=0; 
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置 NVIC 中断分组 2:2 位抢占优
先级，2 位响应优先级
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(9600); //串口初始化为 9600
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
TIM1_PWM_Init(899,0); //不分频。PWM 频率=72000/(899+1)=80Khz
TIM2_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以 1Mhz 的频率计数
 while(1)
{
delay_ms(10);
TIM_SetCompare1(TIM1,TIM_GetCapture1(TIM1)+1);
if(TIM_GetCapture1(TIM1)==300)TIM_SetCompare1(TIM1,0);
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平
{
temp=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
temp*=65536; //溢出时间总和
temp+=TIM2CH1_CAPTURE_VAL; //得到总的高电平时间
printf("HIGH:%d us\r\n",temp); //打印总的高点平时间
TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获
}
}
}