13、输入捕获实验

目录

一、通用定时器输入捕获概述

二、常用寄存器和库函数配置

三、输入捕获实验讲解

一、通用定时器输入捕获概述

STM32输入捕获工作过程（通道1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。

 步骤1：设置输入捕获滤波器（通道1为例）

 

 步骤2：设置输入捕获极性（通道1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

 最后：看看定时器通道对应（TIM5为例）

二、常用寄存器和库函数配置

输入捕获通道初始化函数：

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx,TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);

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;

TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; 
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);

 通道极性设置独立函数：

void TIM_OCxPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity)；

 获取通道捕获值：

uint32_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx)；

 输入捕获的一般配置步骤：

1、初始化定时器和通道对应IO的时钟

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();
三、输入捕获实验讲解

实验目的：测量信号的脉冲宽度

 

 

 main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"


//ALIENTEK 探索者STM32F407开发板 实验10
//输入捕获实验 -库函数版本
//技术支持：www.openedv.com
//淘宝店铺：http://eboard.taobao.com  
//广州市星翼电子科技有限公司  
//作者：正点原子 @ALIENTEK
 
 
 
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
	
 	TIM14_PWM_Init(500-1,84-1);       	//84M/84=1Mhz的计数频率计数到500,PWM频率为1M/500=2Khz     
 	TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1); //以1Mhz的频率计数 
   	while(1)
	{
 		delay_ms(10);
		TIM_SetCompare1(TIM14,TIM_GetCapture1(TIM14)+1); 
		if(TIM_GetCapture1(TIM14)==300)TIM_SetCompare1(TIM14,0);			 
 		if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)        //成功捕获到了一次高电平
		{
			temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F; 
			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
		}
	}
}

timer.c

#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
//	 
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK STM32F407开发板
//定时器 驱动代码	   
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//创建日期:2014/5/4
//版本：V1.0
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2014-2024
//All rights reserved									  
// 	 


//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		

}  

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
					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
}

 演示讲解视频

输入捕获实验讲解

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