cortex_m3_stm32嵌入式学习笔记（十）：输入捕捉实验（定时器的输入捕捉）
输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。 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。
本章我们用到 TIM2_CH1 来捕获高电平脉宽，也就是要先设置输入捕获为上升沿检测，记录发生上升沿的时候 TIM2_CNT 的值。然后配置捕获信号为下降沿捕获，当下降沿到来时，发生捕获，并记录此时的 TIM2_CNT 值。这样，前后两次 TIM2_CNT 之差，就是高电平的脉宽，同时 TIM2 的计数频率我们是知道的，从而可以计算出高电平脉宽的准确时间。
至于为什么TIM2_CH1来测量WK_UP的脉宽。。看图：
显然，TIM_CH1是连在PA0上的。。
本节实验是在上节PWM的基础上改动的
timer.c
#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
//PWM 输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);//
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); //使能GPIO外设时钟使能
//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH2的PWM脉冲波形
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 80K
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //MOE 主输出使能
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //CH1预装载使能
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1
}
void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;
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:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化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; //CC1S=01 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); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断 ,允许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
//bit7:捕获完成标志
//bit6：捕获到高点平标志
//bit5~0：捕获到高电平后定时器溢出的次数
u32 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值
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
}前两个初始化的函数没什么好说的，看最后那个中断服务函数。分析一下测量脉冲的原理：
先看一下这个变量
u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态
//bit7:捕获完成标志
//bit6：捕获到高点平标志
//bit5~0：捕获到高电平后定时器溢出的次数因为在上面的初始化函数中设置的上升沿捕捉，而第一次进来TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40很明显等于0，这是开始改动捕捉方式，改为下降沿捕捉（对称式捕捉？。。），最关键的是令TIM2CH1_CAPTURE_STA的第6为1，ok等待下一次捕捉中断触发就可以算一次完整的捕捉了，当然这里还有一个问题，有可能你在等的时候定时器溢出了。。这时候我们就借助更新中断（我觉得叫它溢出中断更形象啊）来统计溢出次数，溢出次数很巧妙的记在了TIM2CH1_CAPTURE_STA的0-5位，但如果时间还长TIM2CH1_CAPTURE_STA的第5位也溢出了怎么办？。。没办法，强制结束本次捕捉吧
timer.h
#ifndef _TIMER_
#define _TIMER_
#include "sys.h"
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif保留了PWM输出
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
#include "sys.h"
extern u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA;
extern u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;
void init(void)
{
NVIC_Configuration();
delay_init();
uart_init(9600);
LED_Init();
TIM1_PWM_Init(899,0);//PWM频率80KHz
TIM2_Cap_Init(0xFFFF,72-1);//以1MHz的频率计数
}
int main(void)
{
u32 temp=0;
init();
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
}
}
}