TM4C123G学习记录(7)--输入捕获

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一、实验简介

1. PWM产生脉冲，周期为10^-4
2. 定时器0的timerA捕获下降沿次数，每记到10个脉冲就溢出，变量timer0A_cnt+=1
3. 定时器1产生1s的中断，LED红蓝切换表示，检测这1秒钟内timer0A_cnt记录了多少次，并用串口输出（理论上每秒钟应该记到1000次捕获溢出）

二、TM4C123输入捕获介绍

1、输入捕获引脚映射关系

2、两种输入捕获模式

以下内容提炼自TI Stellaris LM4F 定时器(Timer)指南，请务必先看这个，说的比较详细

（1）边沿计数模式

1. 简介：在该模式中，TimerA或TimerB被配置为能够捕获外部输入脉冲边沿事件的递增/减计数器。共有3种边沿事件类型：正边沿、负边沿、双边沿

2. 工作过程是：
   （1）减计数：设置装载值Preload，并预设一个匹配值Match（应当小于装载值）；计数使能后，在特定的CCP管脚每输入1个脉冲（正边沿、负边沿或双边沿有效），计数值就减1；当计数值与匹配值Match相等时停止运行（若使能中断，这时会被触发）。定时器自动重装载Preload值，但如果需要再次捕获外部脉冲，则要重新进行配置。
   （2）加计数：设置匹配值Match；计数使能后，在特定的CCP管脚每输入1个脉冲（正边沿、负边沿或双边沿有效），计数值就加1；当计数值与匹配值Match相等时停止运行（若使能中断，这时会被触发）。定时器自动清0并自动开始捕获外部脉冲计数，不需要重新进行配置
   

3. 注意：

   1. 配置为边沿计数模式时，定时器必须配置为拆分模式，64-bit未拆分模式下不可以用Capture
   2. 此模式下，8bit的定时器预分频寄存器(Prescaler)不再作为分频器使用，定时器频率和系统时钟频率相同， 预分频寄存器的8bit空间作为计数范围的扩展，增加到定时器计数器的高位。也就是说32/64位定时器的输入捕获计数范围为24/48bit

4. 配置过程：
   GPIO设置：

   1. GPIOPinConfigure 进行引脚到TnCCPm的信号映射
   2. GPIOPinTypeTimer 配置引脚到定时器模式
   3. GPIOPadConfigSet 配置其他引脚参数

   配置定时器模块为捕捉-边沿计数模式

   4. TimerConfigure 配置定时器模式。注意第二个参数一定是TIMER_CFG_SPLIT_PAIR和一下之一相或
      （1）TIMER_CFG_A_CAP_COUNT模块A捕捉-边沿减计数模式
      （2）TIMER_CFG_A_CAP_COUNT_UP模块A捕捉-边沿加计数模式
      （3）TIMER_CFG_B_CAP_COUNT模块B捕捉-边沿减计数模式
      （4）TIMER_CFG_B_CAP_COUNT_UP模块B捕捉-边沿加计数模式

   设置要捕捉的边沿

   5. TimerControlEvent

   设置计数范围

   6. TimerMatchSet设置加/减计数结束值
   7. TimerLoadSet设置减计数起始值

   中断设置

   8. TimerIntRegister 注册中断服务函数
   9. TimerIntEnable 源级中断使能，这里注意配置中断类型
      （1）TIMER_CAPA_MATCH– 模块A计数到达预设值
      （2）TIMER_CAPB_MATCH– 模块B计数到达预设值
   10. IntEnable 中断控制器级中断使能
   11. IntMasterEnable处理器级中断使能

   启动定时器模块

   12. TimerEnable

（2）边沿计时模式

1. 简介：在该模式中，TimerA/B被配置为自由运行的16位递减计数器，允许在输入信号的上升沿或下降沿捕获事件。

2. 工作过程是：设置装载值（默认为0xFFFF）、捕获边沿类型；计数器被使能后开始自由运行，从装载值开始递减计数（或从0开始递增计数），计数到0（或装载值）时重装（或清零），继续计数；如果从CCP管脚上出现有效的输入脉冲边沿事件，则当前计数值被自动复制到一个特定的寄存器里，该值会一直保存不变，直至遇到下一个有效输入边沿时被刷新。为了能够及时读取捕获到的计数值，应当使能边沿事件捕获中断，并在中断服务函数里读取。
   

3. 注意：

   1. 配置为边沿计时模式时，定时器必须配置为拆分模式，64-bit未拆分模式下不可以用Capture
   2. 此模式下，8bit的定时器预分频寄存器(Prescaler)不再作为分频器使用，定时器频率和系统时钟频率相同， 预分频寄存器的8bit空间作为计数范围的扩展，增加到定时器计时器的高位。也就是说32/64位定时器的输入捕获计时范围为24/48bit

4. 配置过程：和计数模式基本一样，仅有以下区别
   需要配置定时器模块为捕捉-边沿计时模式

   1. TimerConfigure第二个参数是TIMER_CFG_SPLIT_PAIR和一下之一相或
      （1）TIMER_CFG_A_CAP_TIME模块A捕捉-边沿减计时模式
      （2）TIMER_CFG_A_CAP_TIME _UP 模块A捕捉-边沿加计时模式
      （3）TIMER_CFG_B_CAP_ TIME 模块B捕捉-边沿减计时模式
      （4）TIMER_CFG_B_CAP_ TIME _UP 模块B捕捉-边沿加计时模式

   设置计时范围

   2. TimerLoadSet无论加计时还是减计时，都用这个函数设置Preload值

   中断设置

   3. TimerIntEnable的中断类型参数变为以下二者之一
      （1） TIMER_CAPA_EVENT 模块A发生捕获事件
      （2） TIMER_CAPB_EVENT 模块B发生捕获事件

三、示例代码

以下为开头提出实验的输入捕获部分程序

//timer0A输入捕获，脉冲从PB6输入（PF0作T0CCP0）
int timer0A_cnt=0;
void Timer0Init()
{	
		// 启用Timer0模块   
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER0);
   
    // 启用GPIO_F作为脉冲捕捉脚   
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB);
   
    // 配置GPIO脚为使用Timer4捕捉模式   
    GPIOPinConfigure(GPIO_PB6_T0CCP0);   
    GPIOPinTypeTimer(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_6); 
   
    // 为管脚配置弱上拉模式（捕获下降沿，配置为上拉）
    GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_6, GPIO_STRENGTH_2MA, GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU);  
   
    // 配置使用Timer4的TimerA模块为边沿触发加计数模式
    TimerConfigure(TIMER0_BASE, TIMER_CFG_SPLIT_PAIR | TIMER_CFG_A_CAP_COUNT_UP);
   
    // 使用下降沿触发   
    TimerControlEvent(TIMER0_BASE, TIMER_A, TIMER_EVENT_NEG_EDGE); 
   
    // 设置计数范围为0~9
    TimerMatchSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, 10-1);		//理论匹配周期10^-4*10=0.001s
   
    // 注册中断处理函数以响应触发事件   
    TimerIntRegister(TIMER0_BASE, TIMER_A, Timer0AIntHandler);
   
    // 系统总中断开   
    IntMasterEnable();
   
    // 时钟中断允许，中断事件为Capture模式中边沿触发，计数到达预设值   
    TimerIntEnable(TIMER0_BASE, TIMER_CAPA_MATCH);
   
    // NVIC中允许定时器A模块中断   
    IntEnable(INT_TIMER0A);
   
    // 启动捕捉模块  
    TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A);
}


//中断服务函数 理论周期：0.001s
void Timer0AIntHandler(void)
{
	TimerIntClear(TIMER0_BASE, TIMER_CAPA_MATCH);
	timer0A_cnt++;
}

经测试，每秒钟记录捕获溢出次数1002次，误差为千分之二