STM32-定时器输入捕获实验
参考资料：
1、正点原子探索者STM32f407开发板-《STM32f407开发指南-库函数版本》-第15章-输入捕获实验；
2、STM32F4xx 官方参考资料《STM32F4xx中文参考手册》-第15章-通用定时器。
目录
STM32输入捕获过程：
开始细：
步骤①：设置输入捕获滤波器（通道一为例）：
步骤②：设置输入捕获极性（通道一为例）
步骤③：设置输入捕获映射通道（通道1为例）
步骤④：设置输入捕获分频器（通道1为例）
步骤⑤：捕获到有效信号可以开启中断
捕获的库函数配置：
关于⑤ TIM_ICInit();
关于通道极性设置独立函数(函数名中的x=1,2,3,4)：
关于获取通道捕获值函数(函数名中的x=1,2,3,4)：
关于⑥ NVIC_Init();
总示例
STM32输入捕获过程：
放大看（通道一为例）：
一句话总结工作过程：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(TIMx_CNT)存放到对应的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx)里面，完成一次捕获。（比如记录上升沿是什么时候，然后对应的下降沿是什么时候，这样就可以知道这一次高电平的宽度）
开始细：
步骤①：设置输入捕获滤波器（通道一为例）：
首先我们有个内部fCK_INT时钟，如图所示：
一般就是84Mhz/168Mhz（看定时器在哪个总线上）（STM32F1是72Mhz）
然后看这部分原理图：
可以看到这里的时钟是fDTS，而非fCK_INT，这里通过TIMx_CR1寄存器的CKD[1:0]控制
一般就选择fCK_INT，所以这两位设置为00。
如果需要设置滤波相关，由TIMx_CCMR1的IC1F[3:0]来决定：
如何使用滤波功能？举个子：假设 IC1F[3:0]=0011，并设置 IC1映射到通道 1上，且为上升沿触发，那么在捕获到上升沿的时候，再以fSAMPLING的频率，连续采样到8次通道1的电平，如果都是高电平，则说明这是一个有效的触发，就会触发输入捕获中断（如果开启了的话）。
这样可以滤除那些高电平、脉宽低于8个采样周期的脉冲信号，从而达到滤波的效果。这里，我们不做滤波处理，所以设置 IC1F[3:0]=0000，只要采集到上升沿，就触发捕获。
步骤②：设置输入捕获极性（通道一为例）
这里上升沿有效还是下降沿有效，由TIMx_CCER的CC1P位决定：
这里是选择CC1通道配置为输入。
这里 通道二 的信号也被连接到 通道一，也就是说通道一的检测器可以检测 通道一 和 通道二，同理，通道二的检测器也可以检测 通道一 和 通道二，那么检测器如何选择到底检测哪个通道捏？这就是步骤三要解决的问题。
步骤③：设置输入捕获映射通道（通道1为例）
这里由TIMx_CCMR1的CC1S[1:0]决定：
（CH3、CH4由TIMx_CCMR2的CC1S[1:0]决定）
步骤④：设置输入捕获分频器（通道1为例）
这里因为是通道1，所以是IC1PSC，如果是通道2，就是IC2PSC；
如果是通道3、4，就得用TIMx_CCMR2了。
而这里的事件的意思就是说：每检测到一个有效上升沿/下降沿，算一次事件。（注意是有效跳变）
这里与步骤①的举个子中
那么在捕获到上升沿的时候，再以fSAMPLING的频率，连续采样到8次通道1的电平
相对应。
也就是说：先由步骤①确定多少次电平采样为有效电平（设为N次），然后由步骤④确定多少次事件（即为有效电平）触发一次捕获（设为a次），然后捕获到一次有效信号才算一次中断，也就是说，一次中断需要a*N次电平才可以触发。
这里CC1通道配置为输入：
步骤⑤：捕获到有效信号可以开启中断
捕获的库函数配置：
① 初始化定时器和通道对应IO的时钟：
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIMx, ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOx, ENABLE);
② 初始化IO口，模式为复用：
GPIO_Init();
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
③设置引脚复用映射:
GPIO_PinAFConfig();
④初始化定时器ARR，PSC
TIM_TimeBaseInit();
⑤初始化输入捕获通道
TIM_ICInit();
⑥如果要开启捕获中断，
TIM_ITConfig();
NVIC_Init();
⑦使能定时器：
TIM_Cmd();
⑧编写中断服务函数：
TIMx_IRQHandler();
相关函数在FWLIB的stm32f4xx_tim.c和stm32f4xx_tim.h中。
关于⑤ TIM_ICInit();
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
结构体定义&使用示例：
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----步骤1
} TIM_ICInitTypeDef;
TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
//这里表示通道1直接映射到TI1，如果是TIM_ICSelection_IndirectTI;
//那么表示通道1直接映射到TI2，就是相反的映射
//通道3、4同理
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);
关于通道极性设置独立函数(函数名中的x=1,2,3,4)：
void TIM_OCxPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
设置单独的极性判断，是上升沿有效，还是下降沿有效。
关于获取通道捕获值函数(函数名中的x=1,2,3,4)：
uint32_t TIM_GetCapturex(TIM_TypeDef* TIMx);
捕获通道x的值。
关于⑥ NVIC_Init();
我们在中断开始的时候要进行中断类型判断，在中断结束的时候要清除 中断标志位。使用到的函数分别为 TIM_GetITStatus()函数和 TIM_ClearITPendingBit()函数。
if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET){}//判断是否为更新中断
if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判断是否发生捕获事件
TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);//清除中断和捕获标志位总示例
目的：测量信号的脉冲宽度
定义如下变量：
bit6：检测②处的发生，若发生则置1；
bit7：检测③处的发生，若发生则置1；
bit[5:0]：检测是否有中断的发生，如果有，则+1，一开始是0。
设一个高电平内共中断了n次，每次时间为T1，高电平本身持续时间为T2，那么总持续时间为：
t = n*T1+T2
TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
//定时器5通道1输入捕获配置
//arr：自动重装值(TIM2,TIM5是32位的!!)
//psc：时钟预分频数
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE); //TIM5时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PORTA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIOA0
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; //下拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA0
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM5); //PA0复用位定时器5
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure);
//初始化TIM5输入捕获参数
TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);
TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器5
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
}
//捕获状态
//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
//[6]:0,还没捕获到低电平;1,已经捕获到低电平了.
//[5:0]:捕获低电平后溢出的次数(对于32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态
u32 TIM5CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值(TIM2/TIM5是32位)
//定时器5中断服务程序
void TIM5_IRQHandler(void)
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
{
if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)//溢出
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获了一次，因为时间太长了
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF;
}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
}
}
if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获1发生捕获事件
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);//获取当前的捕获值.
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,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
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //清空
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿
TIM_Cmd(TIM5,DISABLE ); //关闭定时器5
TIM_SetCounter(TIM5,0);
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling); //CC1P=1 设置为下降沿捕获
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器5
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}
Fin.