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学习目标

成果展示

内容

获取

配置

代码

总结 

学习目标

        本节内容我们要介绍的是输入捕获，其实也和定时器那部分知识是有关系的，所谓输入捕获，通俗一点来讲，其实就是通过检测上升沿和下降沿来计算你的输入持续时间。具体怎么去检测和捕获呢？我们来慢慢介绍。

成果展示

输入捕获实验

内容

        关于输入捕获呢，我们主要分成4个部分来介绍，先拆分来理解，再综合在一起理解。

        首先是第一部分：设置输入捕获滤波器，这一步是怎么实现的呢？ 我们通俗一点来理解整个滤波的过程：其实就是通过设置CCMR1寄存器来选择滤波效果，而起到滤波作用的就是通过检测高电平来滤波。举个具体的例子：当ICF设置为0011时，需要连续检测到8次高电平才算有效，这样就有效的起到了滤波的作用。详细介绍会贴在下面，需要的同学自行观看。

        输入捕获1滤波器 ICIF[3:0]，这个用来设置输入采样频率和数字滤波器长度。其中，fck_INT是定时器的输入频率（TIMxCLK)，一般为 84Mhz，而fDTS则是根据 TIMx_CRI 的 CKD[1:0]的设置来确定的，如果 CKD[1:0]设置为 00，那么fDTS=fcx_INT。N 值就是滤波长度，举个简单的例子；假设 IC1F[3:0]=0011，并设置IC1映射到通道1上，且常上升沿触发。那么在捕获到上升沿的时候，再以fck_INT的频率，连续采样到8次通道1 的电平，如果都是高电平，则说明却是一个有效的触发，就会触发输入捕获中断。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。

 

        然后就是设置输入捕获极性，这个部分通俗一点来讲，就是用来捕获电平的，经过了前面的滤波操作，现在就是开始记录电平值了，然后设置高电平有效还是低电平有效。 

        然后是设置输入捕获映射通道，这个就是选择设置信号的通道，或者说来源。

        最后就是设置输入捕获分频器，这个怎么去理解呢？就是选择几分频，比如选择2分频，就是两次上升沿才触发一次捕获 。 

        我们最后来总结一下，整个过程就是通过检测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)存放到对应的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx)里面，完成一次捕获。

获取

关于如何获取所需时间，有同学可能第一时间想到的就是在上升沿计数器设为0，然后下降沿读出计数器，就能得到相应时间了，但是这样其实有个小问题，就是有可能有溢出。我们如何解决这个问题呢？答案就是记录中断溢出的次数，然后在后面加上这些时间就好了。

 

配置

  1. 开启 TIM5 时钟，配置 PA0 为复用功能（AF2），并开启下拉电阻。
  2. 初始化 TIM5,设置 TIM5 的 ARR 和 PSC。
  3. 设置 TIM5 的输入捕获参数，开启输入捕获。
  4. 使能捕获和更新中断（设置 TIM5 的 DIER 寄存器）。
  5. 设置中断优先级，编写中断服务函数。
  6. 使能定时器（设置 TIM5 的 CR1 寄存器）。

接下来我们就来结合代码来解释一下。

代码

#include "timer.h"

//TIM14 PWM部分初始化 
//PWM输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)
{		 					 
	//此部分需手动修改IO口设置
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE);  	//TIM14时钟使能    
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); 	//使能PORTF时钟	
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9复用位定时器14
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOA9 
	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_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9
	
	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(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);
	
	//初始化TIM14 Channel1 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;
	TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

	TIM_OC2PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
 
  TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);
	
	TIM_Cmd(TIM14, ENABLE);  //使能TIM14		

}  



//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;
	TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);//TIM5时钟使能
	
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM5);//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	
	
	
	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);
	
	TIM5_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//选择输入端 IC1映射到TI1上
	TIM5_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x00;//上升沿捕获
	TIM5_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//映射到TI1上
	TIM5_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//配置输入分频,不分频
	TIM5_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;// 配置输入滤波器 不滤波
	
	TIM_ICInit(TIM5 ,&TIM5_ICInitStruct);
	
	TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);
	
	
	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 =2;		//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	
	{
		//溢出
		if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)
		{	     
			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
					TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF;
				}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
			}	 
		}
		//未溢出
		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_OCPolarity_High); //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_OCPolarity_Low);		//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
}
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"

 
 
extern u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA;		//输入捕获状态		    				
extern u32	TIM5CH1_CAPTURE_VAL;	//输入捕获值  
  
	
int main(void)
{ 
	long long temp=0;  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);  //初始化延时函数
	uart_init(115200);//初始化串口波特率为115200
	     
 	TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1); //以1Mhz的频率计数 
   	while(1)
	{
 		delay_ms(10);			 
 		if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)        //成功捕获到了一次高电平
		{
			temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F; // 一共溢出几次
			temp*=0XFFFFFFFF;		 		         //溢出时间总和
			temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;		   //得到总的高电平时间
			printf("HIGH:%lld us\r\n",temp); //打印总的高点平时间
			TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;			     //开启下一次捕获
		}
	}
}

总结 

        本节介绍的是输入捕获实验，其实也是定时器的一个运用，还是觉得繁琐一点，但确实精确了许多。好了，我们就介绍到这，希望对大家有所帮助，如果有错误也希望能及时指出，谢谢大家。 

# stm32 # arm # 嵌入式硬件 # 单片机
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