TIM定时器输入捕获

最新推荐文章于 2025-05-23 10:53:53 发布
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分类专栏： 单片机及嵌入式基础知识 文章标签： 单片机 stm32 嵌入式硬件 c语言
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TIM定时器输入捕获

文章目录

1. 输入捕获

输入捕获是STM32定时器的一项重要功能，它允许微控制器捕捉外部信号的变化（通常是边沿变化），并将当前计数器的值锁定到捕获/比较寄存器中。这项功能非常有用，可以用来测量外部信号的周期、频率、脉宽等参数。

1. 输入捕获的工作原理

  1. 配置捕获通道：

    • 选择定时器的某个捕获/比较通道作为输入捕获通道。
    • 配置该通道的触发条件，如上升沿、下降沿或双边沿触发。

  2. 检测外部信号：

    • 当输入信号的电平发生变化（如上升沿或下降沿）时，定时器会捕获当前计数器的值。
    • 这个值随后被锁存到对应的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）中。

  3. 读取捕获值：

    • 用户可以通过读取TIMx_CCRx寄存器来获取捕获到的值。
    • 根据计数器的频率和预分频器的设置，可以计算出信号的周期或频率。

2. 输入捕获的应用场景

  • 测量信号周期：通过捕获连续两次上升沿的时间差来计算信号周期。
  • 测量信号频率：根据信号周期计算信号频率。
  • 测量脉冲宽度：测量单个脉冲的持续时间。
  • 测量占空比：测量高电平相对于整个周期的比例。

2.输入捕获配置流程

这段代码配置了STM32的通用定时器TIM3以进行输入捕获，并提供了两个函数来计算输入信号的频率和占空比。下面是详细的配置流程解释：

  1. 启用时钟:

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    这两行代码分别启用了TIM3定时器和GPIOA端口的时钟。

  2. 配置GPIO引脚:

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    这里配置了GPIOA.6引脚为上拉输入模式。

  3. 配置TIM3内部时钟:

    TIM_InternalClockConfig(TIM3);

    这一行配置TIM3使用内部时钟源。

  4. 配置TIM3基本定时器设置:

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		// ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;		// PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    这里设置了TIM3的基本定时器特性：

    • TIM_ClockDivision: 设置时钟分割因子为1，即不分频。
    • TIM_CounterMode: 设置向上计数模式。
    • TIM_Period: 设置自动装载寄存器值为65535，意味着每65536个计数周期后会重新加载。
    • TIM_Prescaler: 设置预分频器值为71，意味着实际的预分频器值为72。假设APB1时钟频率为72MHz，则预分频后的频率为1MHz。
    • TIM_RepetitionCounter: 设置重复计数器为0，不使用重复计数功能。

  5. 配置TIM3输入捕获通道:

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

    这里配置了TIM3的输入捕获通道1 (CH1)：

    • TIM_Channel_1: 选择通道1。
    • TIM_ICFilter: 设置滤波器为16个采样点。
    • TIM_ICPolarity: 设置触发极性为上升沿。
    • TIM_ICPrescaler: 设置输入捕获分频器为1，即不分频。
    • TIM_ICSelection: 选择直接TI模式。
    • TIM_PWMIConfig:传入其中一个通道，将另外一个通道配置为该通道的相反模式。

  6. 选择输入触发源:

    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);

    这两行代码配置了TIM3的输入触发源为TI1FP1，并选择了重置模式作为从模式。这意味着每当捕获到TI1FP1的上升沿时，定时器将被重置。

  7. 使能TIM3:

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    最后，使能TIM3定时器。

测量频率和占空比的函数

  1. 测量频率:

    uint32_t IC_GetFreq(void)
{
    return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}

    这个函数通过读取TIM3的捕获1寄存器的值来计算输入信号的频率。

  2. 测量占空比:

    uint32_t IC_GetDuty(void)
{
    return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}

    这个函数通过读取TIM3的捕获2寄存器的值来计算输入信号的占空比。

完整代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

uint32_t IC_GetFreq(void)
{
	return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}

uint32_t IC_GetDuty(void)
{
	return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}
STM32_HAL库—TIM定时器输入捕获中断
01-18 1万+
（一）CubeMX设置： 1. 晶振配置（72M） 2. 输入捕获引脚配置 3. 触发模式配置 4. 引脚触发配置 5. 主函数调用函数开启输入捕获中断 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim3, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); //开启输入捕获中断，设置下降沿触发中断 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_2); //启动输入捕获 6.
定时器输入捕获解析NEC红外接收
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STM32F10ZET6为主控，使用TIM定时器输入捕获功能解析红外接收NEC。使用硬件：正点原子精英板、HS0038红外接收头。红外协议有多种，NEC是常用的通信协议，载波频率38kHZ，接收的红外协议格式如下：引导码为13.5ms的周期，然后为16个字节的用户码以及8个字节的数据码和8个字节的数据反码。注意：红外接收头内部的三极管电路具有反向功能，也就是0变1，1变0的过程。所以在接收数据时候可以设置为下降沿捕获。
STM32定时器 输入捕获实现双边沿检测
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前途不远，仍需努力
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STM32的定时器有输入捕获功能，在STM32F10x_tim.h中对于TIM_Input_Capture_Polarity有如下定义 #define TIM_ICPolarity_Rising ((uint16_t)0x0000) #define TIM_ICPolarity_Falling ((uint16_t)0x0002) #de
TIM输入捕获
weixin_62353329的博客
12-03 2411
本小章重点简述了输入捕获，然后简述了频率测量的方法。
输入捕获详解
最新发布
weixin_61941987的博客
05-23 724
输入捕获是嵌入式系统中实现高精度时间测量的核心技术，需合理配置定时器参数、处理中断与溢出，并结合抗干扰措施以确保可靠性。总时间计算为：总时间=(溢出次数×(ARR+1)+ΔCCR)×时钟周期总时间=(溢出次数×(ARR+1)+ΔCCR)×时钟周期。输入捕获是嵌入式系统中定时器的重要功能，用于精确记录外部信号边沿（上升沿或下降沿）发生的时刻。当检测到指定边沿（如上升沿）时，当前计数值自动存入捕获寄存器（CCR），并可触发中断。通过两次捕获值的差值计算时间间隔，结合定时器时钟频率得出实际时间。
定时器---输入捕获
m0_52864526的博客
09-05 3937
也就是说连续N次采样，如果都是高电平，则说明这是一个有效的触发，就会进入输入捕捉中断（如果设置了的话）。其中：fCK_INT是定时器的输入频率，fDTS是根据TIMx_CR1的CKD[1:0]的设置来确定的。：预设分频系数，和捕获沿，检测定时器通道输入的边沿信号，当信号发生跳变时，将定时器当前值寄存器CNTx的值存入捕获比较寄存器CCRx中。它是由TIMx_CCMR1寄存器的CC1S位配置的，一般情况下，一般情况下通道1映射到IC1，通道2映射到IC2。，它是由CCER的CC1P位来配置的。
STM32———定时器输入捕获功能
2401_82808888的博客
03-16 4728
C（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。左侧为定时器输入捕获部分，右边为定时器输出比较部分。四个输入捕获和四个输出比较共用四个捕获/比较寄存器，它们的引脚也是共用的。
定时器输入捕获
qq_47307721的博客
01-15 1903
输入捕获是对外部输入信号高低电平的捕获，发生在边沿跳变处，也就是低电平变为高电平时（或高电平变为低电平时）。
通用定时器---输入捕获功能
2303_79336820的博客
11-17 1243
输入捕获通过检测TIMx_CHx上的边沿信号，在边沿信号发生跳变时，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的输入捕获寄存器（CCR）中，完成一次捕获。STM32的输入捕获功能是一种强大的特性，他允许处理器捕获外部输入信号，并基于定时器抓取输入信号指定触发方式（上升沿/下降沿）之间的长度。这对于测量信号的脉宽，频率和周期非常有用。：先开启定时器，在信号来临时记录一次当前定时器的值T1，然后在第二次信号来临的时候记录定时器的值T2，则时间差为T2-T1，即周期，取到数则得到了频率。
STM32F103单片机HAL库例程-TIM定时器输入捕获-检测电容按键.rar
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1、嵌入式物联网单片机项目开发实战。例程经过精心编写，简单好用。 2、代码使用KEIL HAL库开发，当前在STM32F103运行，如果是STM32F103其他型号芯片，依然适用，请自行更改KEIL芯片型号以及FLASH容量即可。...
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在STM32F407VGT6中，每个定时器可以有多个输入捕获通道，如TIM1、TIM2等高级定时器和通用定时器(TIM3、TIM4等)都提供了这样的功能。 在进行输入捕获实验时，首先要配置相应的定时器和通道。这通常包括以下几个步骤...
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④记录此时的TIMx_CN(计数器)T的值⑤前后两次TIMx_CNT(计数器)的值之差就是高电平的脉宽。同时根据TIM的计数频率，我们就能知道高电平脉宽的准确时间。
STM32 TIM输入捕获
Echo_cy_的博客
02-05 6197
输入捕获用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数。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1和2两部分加起来是输入捕获的电路，2和3两部分加起来是输出比较的电路。
STM32定时器四大功能之输入捕获
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输入捕获可以用来测频率，同时也可以从来测占空比，输入捕获时是指引脚发生指定电平跳变时，当前的CNT锁存到CCR中。可配置PWMI模式，同时测量频率和占空比。同时也可以配合主从触发模式，实现硬件的全自动每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道（1）输入捕获就是这左边一部分电路 那右边就是我们之前讲过的输出比较部分 四个输入捕获和输出比较通道共用四个CCR寄存器 另外它们的CH1到CH4 4个通道的引脚也是共用的 所以对于同一个定时器输入捕获和输出比较 只能使用其中一个不能同时使用。
05:TIM定时器功能------输入捕获功能
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在stm32f10x tim.h文件中的函数-----输入捕获的配置TIM_ICInit//选择的通道 PA6对应的为通道1//滤波器//极性 我们选择上升沿触发//分频器 不分频(1)就是每次触发都有效;2分频就是每隔一次有效一次，以此类推//选择触发信号从哪个引脚输入(直连输入)在stm32f10x tim.h文件中的函数----触发源选择:配置TRGI的触发源为TI1FP1: 第二个参数选择触发源。
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那当有一个频率，测频法和测周法计次的 N 相同时，就说明误差相同，这就是中界频率。把测频法和测周法的 N 提出来，令这两个方法 N 相等，把 f。
STM32（七）：定时器——输入捕获
weixin_52307528的博客
08-25 718
右边其实有两套滤波和边沿检测电路，第一套电路经过滤波和极性选择得到TI1FP1（TI1 Filter Polarity 1）,输入给通道1。输出比较引脚数输出端口，输入捕获引脚数输入端口。输出比较是根据CCR和CNT的大小关系来执行输出动作。输入捕获是接受到输入信号，执行CNT锁存到CCR的动作。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。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。
tim定时器输入捕获
01-15
### STM32 TIM 定时器输入捕获使用方法 对于STM32微控制器中的TIM定时器，其输入捕获功能可以用来精确测量信号的时间特性，比如脉冲宽度或周期。为了实现这一目标，需要配置特定的寄存器来设定捕捉条件以及处理方式。 #### 初始化配置 在开始之前，需先完成基本的外设初始化工作，这通常涉及到RCC（重置和时钟控制）模块以确保所使用的定时器能够获得合适的时钟源。接着是对GPIO端口进行设置以便它们能作为外部信号进入路径的一部分[^1]。 #### 设置输入捕获参数 当准备就绪后，下一步就是定义具体的输入捕获属性： - **通道选择**：指定哪一个通道将被用于接收待测信号； - **极性选择**：决定是在上升沿还是下降沿发生时触发捕获动作； - **预分频系数**：通过`TIM_ICPrescaler`选项调整内部计数频率相对于APB总线的速度比例关系；例如可以选择每遇到一个事件(`TIM_ICPSC_DIV1`)、两个连续事件(`TIM_ICPSC_DIV2`)等才更新一次捕获值[^3]。 #### 启动与停止操作 一旦所有必要的参数都已正确配置完毕，则可以通过调用相应的API函数使能该定时器并开启实际的数据采集过程。值得注意的是，在某些应用场景下可能还需要额外考虑同步机制或其他高级特性如DMA传输的支持[^4]。 下面给出一段简单的C语言代码片段展示如何利用标准固件库来进行上述提到的各项设置: ```c #include "stm32f1xx_hal.h" // 假定已经完成了系统级和其他硬件资源的相关初始化... void setup_TIM_InputCapture(void){ __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); // 开启TIM2时钟 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* 配置PA0为TIM2 CH1 */ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); TIM_HandleTypeDef htim2; htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 79; // APB1=8MHz,所以这里除以80得到100KHz采样率 htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim2.Init.Period = 65535; // ARR最大值防止溢出 htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK){ Error_Handler(); } TIM_OC_InitTypeDef sConfigIC={0}; sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;// 上升沿触发 sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; // TI1FP1映射至CH1 sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不做分频 sConfigIC.ICFilter = 0x0F; // 数字滤波器长度为15个时钟周期 if(HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim2,&sConfigIC,TIM_CHANNEL_1)!=HAL_OK){ Error_Handler(); } } ``` 这段程序展示了针对STM32系列MCU中TIM2定时器的一个典型输入捕获场景下的初始化流程。其中包含了对外部中断引脚(PA0)的功能切换、定时器本身的工作模式选定及其各个子项的具体数值赋予等内容。
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