输入捕获笔记
一、输入捕获介绍
在定时器中断实验章节中我们介绍了通用定时器具有多种功能，输入捕获就是其中一种。STM32F1 除了基本定时器 TIM6 和 TIM7，其他定时器都具有输入捕获功能。输入捕获可以对输入的信号的上升沿，下降沿或者双边沿进行捕获，通常用于测量输入信号的脉宽、测量 PWM 输入信号的频率及占空比。
输入捕获的工作原理比较简单，在输入捕获模式下，当相应的 ICx 信号检测到跳变沿后，将使用捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)来锁存计数器的值。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（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。下面我们以输入捕获测量脉宽为例，通过一个简图来介绍输入捕获的工作原理，如图 所示：
从上图可以看出，t1-t2 时间就是我们需要测量的高电平时间，假如定时器工作在向上计数模式，测量方法是：首先设置定时器通道 x 为上升沿捕获，这样在 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。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 时间内可能会出现 N 次定时器溢出，因此我们还需要对定时器溢出进行处理，防止因高电平时间过长发生溢出导致测量数据不准。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。
二、输入捕获配置步骤
（1）使能定时器及端口时钟，并设置引脚复用器映射和引脚模式等
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
（2）初始化定时器参数,包含自动重装值，分频系数，计数方式等
TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
（3）设置通用定时器的输入捕获参数，开启输入捕获功能
TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
（4）开启捕获和定时器溢出（更新）中断
TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)
（5）设置定时器中断优先级，使能定时器中断通道 NVIC初始化库函数是
NVIC_Init()
（6）使能定时器
TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
（7）编写定时器中断服务函数
void TIM5_IRQHandle（）
三、代码举例
所要实现的功能是：按键不按下的时候是低电平（GPIO中配置了下拉输入模式）使用TIM2的CH1检测按键按下的高电平时间， 将检测的高电平脉宽时间通过OLED显示屏显示出来。（使用最小系统stm32f103开发板）
（下面是正点原子的思路，熟悉寄存器操作的话很好看懂，毕竟我学过51单片机，但是我没用这种寄存器的思路去编写）
（原子开发板资料）
bit7位置1时表示成功捕获完一次高电平（按键按下直到抬起整个过程结束）；代码58、66、79
bit6位置1时表示获得高电平的标志位，（表示按键已经按下）代码62、77、87
bit0~5位表示高电平时间是定时器溢出的次数（即在按键按下时定时器溢出几次）
如果溢出次数超过了6位所能表示的范围时怎么办？
代码64—68解决办法
就是在TIM5_CH1_CAPTURE_STA==0x3f 时将 TIM5_CH1_CAPTURE_STA变量强制bit7置1（即强制捕获完成去执行主函数代码27以后的代码段，然后重新进行下一次的捕获） TIM5_CH1_CAPTURE_STA|=0x80;
（下面是我自己写的代码）
1.定时器2的输入捕获通道1配置
void Timer2_Capture1_Init(void){
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=65535;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInit(TIM2,&TIM_ICInitStructure);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}2.OLED用的是江科大的模板，OLED的SCL---GPIOB8，SDA---GPIOB9，这里不展示了
3.中断函数，能够解决尽管按键按下的时间很长也能计算高电平持续的时间
void TIM2_IRQHandler(void){
//如果捕获到了一个上升沿，清除标志位，清空CNT，准备捕获下降沿
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==SET&&Falling_Flag==0){
Capture1_Count=0;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);
TIM_SetCounter(TIM2,0);
Falling_Flag=1;
TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_OCPolarity_Low);
}
//如果已经捕获了一次上升沿，还没捕获过下降沿的期间出现了定时器溢出的情况时
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==RESET&&Falling_Flag==1){
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET){
Spill_Count++;
}
}
//如果捕获到了一个下降沿，清空标志位，保存计数值并进行计算（包含定时器溢出的情况），清空CNT，准备捕获上升沿
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==SET&&Falling_Flag==1){
Capture1_Count=(TIM_GetCapture1(TIM2)+Spill_Count*65535)/10;//得到最终的计数值（原本记一个数是0.1ms,现在把单位转换为1ms）
Spill_Count=0;
TIM_SetCounter(TIM2,0);
Falling_Flag=0;
TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_OCPolarity_High);
}
OLED_ShowNum(4,12,Spill_Count,2);
OLED_ShowNum(3,1,Capture1_Count/1000,4);
OLED_ShowNum(3,6,Capture1_Count%100,2);
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1);
}4.定时器这个模板函数的变量声明和文件包含
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "OLED.h"
static uint8_t Falling_Flag;//0表示这次捕获是上升沿，1表示这次捕获是下降沿
static uint8_t Spill_Count;//定时器溢出的次数
static uint32_t Capture1_Count;//两个边沿之间的计数值5.主函数
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
//默认OLED的SCL---GPIOB的GPIO_Pin_8，SDA---GPIOB的GPIO_Pin_9
int main(){
Timer2_Capture1_Init();
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Timer_Capture!");
OLED_ShowString(2,1,"KeyPressTime:");
OLED_ShowString(3,1," . s");
OLED_ShowString(4,1,"SpillCount: ");
while(1){
}
}