STM32输入捕获简介

输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。STM32的定时器,除了TIM6和TIM7,其他定时器都有输入捕获功能。STM32的输入捕获,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.

     例如:我们用到TIM5_CH1来捕获高电平脉宽,也就是要先设置输入捕获为上升沿检测,记录发生上升沿的时候TIM5_CNT的值。然后配置捕获信号为下降沿捕获,当下降沿到来时,发生捕获,并记录此时的TIM5_CNT值。这样,前后两次TIM5_CNT之差,就是高电平的脉宽,同时TIM5的计数频率我们是知道的,从而可以计算出高电平脉宽的准确时间。

     首先TIMx_ARR和TIMx_PSC,这两个寄存器用来设自动重装载值和TIMx的时钟分频。

     再来看看捕获/比较模式寄存器1:TIMx_CCMR1,这个寄存器在输入捕获的时候,非常有用;TIMx_CCMR1明显是针对2个通道的配置,低八位[7:0]用于捕获/比较通道1的控制,而高八位[15:8]则用于捕获/比较通道2的控制,因为TIMx还有CCMR2这个寄存器,所以可以知道CCMR2是用来控制通道3和通道4(详见《STM32参考手册》290页,14.4.8节)。

    这里用到TIM5的捕获/比较通道1,我们重点介绍TIMx_CMMR1的[7:0]位(其实高8位配置类似)。

    再来看看捕获/比较使能寄存器:TIMx_CCER;

    接下来我们再看看DMA/中断使能寄存器:TIMx_DIER,我们需要用到中断来处理捕获数据,所以必须开启通道1的捕获比较中断,即CC1IE设置为1。

    控制寄存器:TIMx_CR1,我们只用到了它的最低位,也就是用来使能定时器的;

    最后再来看看捕获/比较寄存器1:TIMx_CCR1,该寄存器用来存储捕获发生时,TIMx_CNT的值,我们从TIMx_CCR1就可以读出通道1捕获发生时刻的TIMx_CNT值,通过两次捕获(一次上升沿捕获,一次下降沿捕获)的差值,就可以计算出高电平脉冲的宽度。  

    使能捕获和更新中断(设置TIM5的DIER寄存器) 
   因为我们要捕获的是高电平信号的脉宽,所以,第一次捕获是上升沿,第二次捕获时下降沿,必须在捕获上升沿之后,设置捕获边沿为下降沿,同时,如果脉宽比较长,那么定时器就会溢出,对溢出必须做处理,否则结果就不准了。这两件事,我们都在中断里面做,所以必须开启捕获中断和更新中断。

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 1 void init_tim2_cam(u16 psc, u16 arr, u8 way, u8 dir)
 2 {
 3 RCC->APB1ENR |= 1 << 0;   //使能定时器2时钟
 4 RCC->APB2ENR |= 1 << 2; //使能PortA
 5 
 6     switch (way)
 7 {
 8 case 1:
 9 GPIOA->CRL &= 0xfffffff0;
10 GPIOA->CRL |= 0x00000008; 
11 break;
12 case 2:
13 GPIOA->CRL &= 0xffffff00;
14 GPIOA->CRL |= 0x00000088;
15 break;
16 case 3:
17 GPIOA->CRL &= 0xfffff000;
18 GPIOA->CRL |= 0x00000888;
19 break;
20 case 4:
21 GPIOA->CRL &= 0xffff0000;
22 GPIOA->CRL |= 0x00008888;
23 break;
24 }
25 
26 TIMER->PSC = psc;
27 TIMER->ARR = arr;
28 
29 switch (way)
30 {
31 case 4:
32 TIMER->CCMR2 |= 1 << 8;
33 if (dir == 0)
34 TIMER->CCER |= 1 << 13; //下降沿捕获
35 else 
36     TIMER->CCER &= ~(1 << 13); //上升沿捕获
37 TIMER->CCER |= 1 << 12;
38 TIMER->DIER |= 1 << 4;
39 case 3: //CCR3 PA2
40 TIMER->CCMR2 |= 1 << 0;
41 if (dir == 0)
42 TIMER->CCER |= 1 << 9; //下降沿捕获
43 else 
44     TIMER->CCER &= ~(1 << 9); //上升沿捕获
45 TIMER->CCER |= 1 << 8;
46 TIMER->DIER |= 1 << 3; 
47 case 2: //CCR2 PA1
48 TIMER->CCMR1 |= 1 << 8; //CCR2配置通道方向:输入
49 if (dir == 0)
50 TIMER->CCER |= 1 << 5; //下降沿捕获
51 else 
52     TIMER->CCER &= ~(1 << 5); //上升沿捕获
53 TIMER->CCER |= 1 << 4; //CCR2通道捕获使能
54 TIMER->DIER |= 1 << 2; //CCR2通道允许捕获中断
55 case 1: //>CCR1 PA0
56 TIMER->CCMR1 |= 1 << 0; //CCR1配置通道方向:输入
57 if (dir == 0)
58 TIMER->CCER |= 1 << 1; //下降沿捕获
59 else 
60     TIMER->CCER &= ~(1 << 1); //上升沿捕获
61 TIMER->CCER |= 1 << 0;     //CCR1捕获使能
62 TIMER->DIER |= 1 << 1;  //CCR1通道允许捕获中断
63 break;
64 }
65 TIMER->DIER |= 1 << 0;     //允许更新中断
66 MY_NVIC_Init(1, 2, TIM2_IRQChannel, 2);     //中断
67 TIMER->CR1 = 0x01;    //使能定时器
68 TIMER->SR &= ~(1 << 0);
69 }
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