stm32mini-输入捕获实验
PWM输入捕获工作过程
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（TIM_xCNT）存放到对应的捕获/比较寄存器（TIM_CCRx）里面，完成一次捕获。
PWM输入捕获设置步骤
步骤一：设置输入捕获滤波器
例如：当我们要采集上升沿时，会以f（DTS）的频率继续去采集上升沿。具体采集几个周期由ICF【3：0】决定。可以过滤抖动 。
步骤二：设置输入捕获极性
当CC1通道配置为输出时，设置为0高电平有效，设置为1低电平有效。
当CC1通道配置为输入时，设置为0上升沿捕获，设置为1下降沿捕获。
步骤三：设置输入捕获映射通道
步骤四：设置输入捕获分频器
步骤五：捕获到有效信号可以开启中断
按位配置即可
最后：查看数据手册来查找定时器通道对应的引脚
输入捕获关键库函数
输入捕获相关的库函数还是在 stm32f10x_tim.c 和 stm32f10x_tim.h 文件中。
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct)；
//初始化函数
//TIM_TypeDef* TIMx 确定是哪个定时器
//TIM_ICInitTypeDef*TIM_ICInitStruct 结构体指针结构体 TIM_ICInitTypeDef 的定义：
typedef struct
{
uint16_t TIM_Channel; //捕获通道1-4
uint16_t TIM_ICPolarity; //捕获极性
uint16_t TIM_ICSelection; //映射关系
uint16_t TIM_ICPrescaler; //分频系数
uint16_t TIM_ICFilter; //滤波器
} TIM_ICInitTypeDef;捕获极性的函数及输入捕获值
TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling);
u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值输入捕获一般配置步骤
1）开启 TIM2 时钟，配置 PA0 为下拉输入。
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 就是WK-UP
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0 下拉2）初始化 TIM2，设置 TIM2 的 ARR 和 PSC。
//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
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx 的时间基数单位3）设置 TIM2 的输入比较参数，开启输入捕获
//初始化 TIM2 输入捕获参数
TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //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);4）使能捕获和更新中断（设置 TIM2 的 DIER 寄存器）
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);
//允许更新中断 CC1IE 捕获中断
5）设置中断分组。
//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); //初始化外设 NVIC 寄存器6）使能定时器（设置 TIM2 的 CR1 寄存器）
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器 27）编写中断服务函数
服务函数主要分为2部分，第一部分为更新中断，第二部分为捕获中断。
更新中断
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，寄存器装不下了，强制标记捕获成功，会打印一个值
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++;
}
}捕获中断
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
}
}
}
输入捕获实验
实验目的：测量信号的脉冲宽度
实验现象：打开串口助手，按住WK-UP串口会返回一个值，这个值就是高电平的时间。但是，如果按住的时间太长，寄存器装不下高电平的时间那么，会直接标记捕获打印一个值出来。
定时器 2 通道 1 输入捕获配置
我们将捕获 TIM2_CH1（PA0）上的高电平脉 宽，通过 WK_UP 按键输入高电平，并从串口打印高电平脉宽。同时我们保留上节的 PWM 输 出，大家也可以通过用杜邦线连接 PA8 和 PA0，来测量 PWM 输出的高电平脉宽。
捕获时间=溢出时间+最后一次捕获时间
溢出时间过长16次→直接标记捕获返回值 4194303 us
timer.c文件
#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
//定时器 2 通道 1 输入捕获配置
TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)//自动重装载值；预分频器
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);// ①使能 tim1 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);
//①使能 GPIO 外设时钟使能
//设置该引脚为复用输出功能,输出 TIM1 CH1 的 PWM 脉冲波形
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH1
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; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //②初始化 TIMx
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //脉宽调制模式 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; //输出极性高
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //③初始化外设 TIMx
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //⑤MOE 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); //④使能 TIM1
}
void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
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 就是WK-UP 摁住它
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
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx 的时间计数单位
//初始化 TIM2 输入捕获参数
TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //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); //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 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
u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值
//定时器 5 中断服务程序
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，寄存器满了
{
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
}
main.c文件
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
//实验现象：打开串口助手按住WK-UP串口会返回一个值，这个值就是高电平的时间
extern u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA; //输入捕获状态
extern u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值
int main(void)
{
u32 temp=0;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
//设置 NVIC 中断分组 2:2 位抢占优先级，2 位响应优先级
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(9600); //串口初始化为 9600
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
TIM1_PWM_Init(899,0); //不分频。PWM 频率=72000/(899+1)=80Khz
TIM2_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以 1Mhz 的频率计数 16位寄存器最大的时候才会溢出
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; //把计数器溢出时间取出来
temp*=65536; //溢出时间总和 溢出次数*2的16次方
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
}
}
}
timer.h文件
#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "sys.h"
void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif
通过用杜邦线连接 PA8 和 PA0，来测量 PWM 输出的高电平脉宽。
PA8；PA0这样连，会发现串口发送数字特别快，在10~6之间递减。