stmf103c6t8外设——通用定时器输入捕获获取脉冲宽度时间
一、实验现象及电路图
1MHz计数频率的倒数即为测量时间的精度，为us级精度。
二、输入捕获电路框图
（TRC自从模式控制器较少用到，本次按黄色线进行配置）
在TIMx_CCMR1寄存器中查看输入捕获模式，配置IC1F、IC1PSC、CC1S几个位，如下图：
三、代码配置步骤
同前面输出捕获配置基本一致， 区别仅有IO口是否为复用，本文不再赘述。
1、gtim.c文件
#include "./BSP/TIMER/gtim.h"
TIM_HandleTypeDef g_timx_ic_handle;
/**
* @brief 通用定时器TIMX 通道Y 输入捕获 初始化函数
* @note
* 通用定时器的时钟来自APB1,当PPRE1 ≥ 2分频的时候
* 通用定时器的时钟为APB1时钟的2倍, 而APB1为36M, 所以定时器时钟 = 72Mhz
* 定时器溢出时间计算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
* Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
*
* @param arr: 自动重装值
* @param psc: 时钟预分频数
* @retval 无
*/
/* 配置定时器基础工作参数 */
void TIMx_IC_Init(uint16_t pcs, uint16_t arr)
{
g_timx_ic_handle.Instance = TIM4; /* 定时器4 */
g_timx_ic_handle.Init.Prescaler = pcs; /* 定时器分频 */
g_timx_ic_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 递增计数模式 */
g_timx_ic_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 */
HAL_TIM_IC_Init(&g_timx_ic_handle);
TIM_IC_InitTypeDef g_timx_ic_chy = {0}; /* 一般给初值，否则会出现随机数字 */
g_timx_ic_chy.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; /* 上升沿捕获 */
g_timx_ic_chy.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; /* 映射到TI1上 */
g_timx_ic_chy.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; /* 配置输入分频，不分频 */
g_timx_ic_chy.ICFilter = 0; /* 配置输入滤波器，不滤波 */
HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&g_timx_ic_handle, &g_timx_ic_chy, TIM_CHANNEL_1); /* 配置TIM4通道1 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&g_timx_ic_handle,TIM_IT_UPDATE); /* 使能更新中断 */
HAL_TIM_IC_Start_IT(&g_timx_ic_handle,TIM_CHANNEL_1); /* 开始捕获TIM4的通道1 */
}
/**
* @brief 通用定时器输入捕获初始化接口
HAL库调用的接口，用于配置不同的输入捕获
* @param htim:定时器句柄
* @note 此函数会被HAL_TIM_IC_Init()调用
* @retval 无
*/
/* 定时器输入捕获MSP初始化 */
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance == TIM4) /*输入通道捕获*/
{
GPIO_InitTypeDef g_init_struct;
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /* 开启捕获IO的时钟 */
__HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE(); /* 使能TIM4时钟 */
g_init_struct.Pin = GPIO_PIN_6; /* 输入捕获的GPIO口 */
g_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 推挽输出 */
g_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; /* 低速 */
g_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN; /* 下拉 */
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &g_init_struct);
HAL_NVIC_SetPriority(TIM4_IRQn,1,3); /* 抢占1，子优先级3 */
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM4_IRQn); /* 开启ITM4中断 */
}
}
/* 输入捕获状态(g_timxchy_cap_sta)
* [7] :0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
* [6] :0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.
* [5:0]:捕获高电平后溢出的次数,最多溢出63次,所以最长捕获值 = 63*65536 + 65535 = 4194303
* 注意:为了通用,我们默认ARR和CCRy都是16位寄存器,对于32位的定时器(如:TIM5),也只按16位使用。通用计数器为16位
* 按1us的计数频率,最长溢出时间为:4194303 us, 约4.19秒
*
* (说明一下：正常32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
*/
uint8_t g_timxchy_cap_sta = 0; /* 输入捕获状态 */
uint16_t g_timxchy_cap_val = 0; /* 输入捕获值 */
/**
* @brief 定时器中断服务函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void TIM4_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_ic_handle); /* 定时器HAL库共用处理函数 */
}
/**
* @brief 定时器输入捕获中断处理回调函数
* @param htim:定时器句柄指针
* @note 该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被调用
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM4)
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还未成功捕获 */
{
/* 捕获过程 */
if (g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 捕获到一个下降沿 */
{
g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获到一次高电平脉宽 */
g_timxchy_cap_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 获取当前的捕获值 */
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING); /* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */
}
else /* 还未开始,第一次捕获上升沿 */
{
g_timxchy_cap_sta = 0; /* 清空 */
g_timxchy_cap_val = 0;
g_timxchy_cap_sta |= 0X40; /* 标记捕获到了上升沿 */
__HAL_TIM_DISABLE(&g_timx_ic_handle); /* 关闭定时器5 */
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timx_ic_handle, 0); /* 定时器5计数器清零 */
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置！！ */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING); /* 定时器5通道1设置为下降沿捕获 */
__HAL_TIM_ENABLE(&g_timx_ic_handle); /* 使能定时器5 */
}
}
}
}
/**
* @brief 定时器更新中断回调函数
* @param htim:定时器句柄指针
* @note 此函数会被定时器中断函数共同调用的，进入该函数表示发生了溢出（已经出现了高电平）
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM4)
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还未成功捕获 */
{
if (g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 已经捕获到高电平了 */
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X3F) == 0X3F) /* 高电平太长了,超过最大值63 */
{
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING);/* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */
g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获了一次 */
g_timxchy_cap_val = 0XFFFF;
}
else /* 累计定时器溢出次数 */
{
g_timxchy_cap_sta++;
}
}
}
}
}
（1）回调函数（是本次的重点，了解回调函数的逻辑）
回调函数会在HAL_TIM_IRQHandler中断函数中被调用。
/**
* @brief 定时器输入捕获中断处理回调函数
* @param htim:定时器句柄指针
* @note 该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被调用
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM4)
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还未成功捕获 */
{
/* 捕获过程 */
if (g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 捕获到一个下降沿 */
{
g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获到一次高电平脉宽 */
g_timxchy_cap_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 获取当前的捕获值 */
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING); /* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */
}
else /* 还未开始,第一次捕获上升沿 */
{
g_timxchy_cap_sta = 0; /* 清空 */
g_timxchy_cap_val = 0;
g_timxchy_cap_sta |= 0X40; /* 标记捕获到了上升沿 */
__HAL_TIM_DISABLE(&g_timx_ic_handle); /* 关闭定时器5 */
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timx_ic_handle, 0); /* 定时器5计数器清零 */
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置！！ */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING); /* 定时器5通道1设置为下降沿捕获 */
__HAL_TIM_ENABLE(&g_timx_ic_handle); /* 使能定时器5 */
}
}
}
}
/**
* @brief 定时器更新中断回调函数
* @param htim:定时器句柄指针
* @note 此函数会被定时器中断函数共同调用的，进入该函数表示发生了溢出（已经出现了高电平）
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM4)
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还未成功捕获 */
{
if (g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 已经捕获到高电平了 */
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X3F) == 0X3F) /* 高电平太长了,超过最大值63 */
{
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_ic_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING);/* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */
g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获了一次 */
g_timxchy_cap_val = 0XFFFF;
}
else /* 累计定时器溢出次数 */
{
g_timxchy_cap_sta++;
}
}
}
}
}
2、main.c文件
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/TIMER/gtim.h"
extern uint8_t g_timxchy_cap_sta; /* 输入捕获状态 */
extern uint16_t g_timxchy_cap_val; /* 输入捕获值 */
int main(void)
{
uint32_t temp = 0;
uint8_t t = 0;
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
delay_init(72); /* 延时初始化 */
usart_init(115200); /* 初始化串口 */
led_init();
key_init();
TIMx_IC_Init(72 - 1, 0xFFFF); /* 以1Mhz的频率计数 捕获 */
while(1)
{
if (g_timxchy_cap_sta & 0X80) /* 成功捕获到了一次高电平 */
{
temp = g_timxchy_cap_sta & 0X3F;
temp *= 65536; /* 溢出时间总和 */
temp += g_timxchy_cap_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 */
g_timxchy_cap_sta = 0; /* 开启下一次捕获*/
}
t++;
if (t > 20) /* 200ms进入一次 */
{
t = 0;
LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 ,提示程序运行 */
}
delay_ms(10);
}
}