TIM输入捕获（input capture）
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
输入捕获部分
-
输入信号（TIMx_CH1至TIMx_CH4）：
-
这些是定时器的输入通道，用于接收外部信号。
-
-
输入滤波器和边沿检测器：
-
每个输入通道都配有输入滤波器和边沿检测器，用于滤除噪声并检测信号的边沿（上升沿或下降沿）。
-
-
捕获/比较寄存器（CC1至CC4）：
-
这些寄存器用于存储捕获的计数值。当输入信号的边沿触发时，当前计数器的值被捕获并存储在相应的捕获/比较寄存器中。
-
频率的定义：1s内出现了多少个重复的周期，那频率就是多少赫兹，周期的倒数就是频率
测频法要求信号频率高一些，测周法要求信号频率低一些。
数据选择器如果选择上面，输入捕获通道1的输入，就是三个引脚的异或值；选择下面的异或门就没有用，4个通道各用各的引脚。
PWMI模式，可选择独立连接，也可以选择进行交叉。
然后进行分频，分频后就可以触发捕获电路进行工作了，每来一个信号，CNT的值，就会像CCR转运一次，转运同时会触发一个事件，在状态寄存器置标志位，同时也可以产生中断
CNT可以用来记录两个上升沿的间隔，这个时间间隔就是周期，再取个倒数，就是测周法测量的频率了。
每来一个上升沿，取一下CNT的值存在CCR 捕获到的值就是计数值N；CNT的驱动时钟就是Fc，Fc/N，就得到待测信号的频率
输入捕获通道结构
-
输入信号（TI1）：
-
输入信号通过定时器的输入引脚（例如TI1）进入定时器。
-
-
滤波器和向下计数器：
-
输入信号首先经过滤波器，滤除噪声。
-
然后通过向下计数器（ICF[3:0]），用于进一步处理输入信号。
-
-
边沿检测器：
-
边沿检测器用于检测输入信号的上升沿（TI1F_Rising）和下降沿（TI1F_Falling）。
-
-
捕获/比较寄存器（CC1）：
-
当检测到上升沿或下降沿时，当前计数器的值被捕获并存储在捕获/比较寄存器（例如CC1）中。
-
-
输入捕获控制：
-
输入捕获控制信号（TI1F_ED）用于控制捕获过程。
-
来自从模式控制器的信号（TRC）也可以触发捕获。
-
-
分频器：
-
分频器（IC1PS）用于分频输入信号，可以选择1、2、4或8分频。
-
-
输入捕获选择（CC1S[1:0]）：
-
选择输入捕获的模式，可以选择不同的输入源（例如TI1FP1、TI2FP1等）。
-
-
输入捕获使能（CC1E）：
-
输入捕获使能信号（CC1E）用于使能或禁用输入捕获功能。
-
工作原理
-
输入信号处理：
-
输入信号通过滤波器和向下计数器进行处理，然后进入边沿检测器。
-
-
边沿检测：
-
边沿检测器检测输入信号的上升沿和下降沿。
-
-
捕获计数值：
-
当检测到边沿时，当前计数器的值被捕获并存储在捕获/比较寄存器中。
-
-
从模式控制器：
-
从模式控制器（TRC）可以触发捕获过程，用于同步多个定时器。
-
-
分频处理：
-
输入信号可以通过分频器进行分频处理，以适应不同的应用需求。
-
标准频率=72M/预分频系数
输入捕获工作原理
-
当输入信号经过滤波和边沿检测后，如果检测到选定的边沿，触发捕获事件。
-
捕获事件发生时，当前计数器CNT的值被存储到捕获/比较寄存器（CCR1）中。
-
可以通过读取CCR1的值来获取捕获的时间点，从而测量输入信号的时间间隔或周期。
应用场景
输入捕获通道广泛应用于以下场景：
-
测量输入信号的时间间隔：通过捕获上升沿和下降沿的计数值，可以计算输入信号的时间间隔。
-
编码器接口：用于读取旋转编码器的脉冲信号，计算旋转速度和方向。
-
同步多个定时器：通过从模式控制器，可以实现多个定时器的同步操作
右上角执行后，CCR1就是一整个周期的计数值，CCR2就是高电平的计数值，CCR2/CCR1就为占空比，这就是PWMI模式
代码部分
第一步：RCC开启时钟，把GPIO和TIM的时钟打开
第二部，GPIO初始化，GPIO配置为输入模式（上拉或浮空）
第三步，配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下运行
第四步，配置输入捕获单元
第五步，选择从模式触发源
第六步，选择触发后的执行的reset操作
最后，调用TIM_Cmd函数，开启定时器
TIM对应PA6
1.输入捕获模式测频率
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
/**
* 函 数：PWM设置PSC
* 参 数：Prescaler 要写入的PSC的值，范围：0~65535
* 返 回 值：无
* 注意事项：PSC和ARR共同决定频率，此函数仅设置PSC的值，并不直接是频率
* 频率Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate); //设置PSC的值
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
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); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
/*输入捕获初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}
这里的1000000就是 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值，所以fc（72m/（psc+1））等于1Mhz
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
}
}
2.PWMI模式测频率占空比
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
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); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
/*PWMI模式初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_PWMIConfig，配置TIM3的输入捕获通道
//此函数同时会把另一个通道配置为相反的配置，实现PWMI模式
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的占空比
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的占空比
*/
uint32_t IC_GetDuty(void)
{
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //占空比Duty = CCR2 / CCR1 * 100，这里不执行+1的操作也可
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
OLED_ShowString(2, 1, "Duty:00%"); //2行1列显示字符串Duty:00%
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
OLED_ShowNum(2, 6, IC_GetDuty(), 2); //不断刷新显示输入捕获测得的占空比
}
}
pwm跟第一个一样。
留下一个问题，有没有大佬解答一下
为什么ccr1一会是代表高电平，比如占空比/PWM 占空比Duty = CCR / 100 ，占空比：高电平/整个周期
然后这里CCR1又代表整个周期？？这是为什么
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //占空比Duty = CCR2 / CCR1 * 100，这里不执行+1的操作也可
}
查阅不到相关解释，ai解释如下，不知是否正确？？？
扫一扫
1130
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
