STM32基于通用定时器输入捕获应用霍尔转速传感器

霍尔转速传感器基本介绍

霍尔传感器分类和原理

我用的是开关型常开PNP型的霍尔传感器

开关型的有2种分类，一种是常开，另外一种就是常闭了
关于什么常开常闭，请看下图

常开通俗来讲，就是霍尔传感器没有检测到磁铁的时候开关就是断开的，常闭相反

霍尔传感器具体分类

图片来自淘宝链接

说明

• DC-直流
• AC交流
• NO-常开
• NC-常闭

关于为什么选用开关型常开PNP型霍尔传感器

单片机只能接收高低电平，0或者是1，
开关型常开的霍尔传感器刚好符合单片机的这个特性
检测到磁铁的时候就输出高电平或者低电平，
PNP型就是检测到磁铁的时候的输出高电平，没有检测到的时候就是低电平
实验中，给霍尔传感器5V供电，检测到磁铁，霍尔传感器就输入5V，没有检测到就是0V了

STM32程序实现

程序介绍

单片机STM32F103ZE
霍尔5V供电，传感器数据输出线接PA6
定时器3 通道1 输入捕获模式

程序源码

TIM3_CAP.H

#ifndef __TIM3_CAP_H
#define __TIM3_CAP_H
#include "sys.h" 


extern u32 TIM3_RES;//保存2次高电平之间的时间
extern u16 TIM3_CAP;//保存第二次捕获高电平时候的计数器的数值
extern u8 TIM3_FLAG;//逻辑标志


void tim3_cap_init(u16 arr,u16 psc);


#endif

TIM3_CAP.H解读

定时器只能在捕获到高电平的时候，把当前计数器的数值保存下次，由于我们需要计算2次高电平的时间，所有需要一个逻辑位TIM3_FLAG
TIM3_CAP用于保存第2次定时器捕获高电平时候的计数器的数值
TIM3_RES是2次高电平总的计数器的数值
TIM3_RES乘以计数器每计一个数的时间就是总的时间了

TIM3_CAP.C

#include "TIM3_CAP.h"


//定时器3  通道1  输入捕获模式

u32 TIM3_RES;//保存2次高电平之间的时间
u16 TIM3_CAP;//保存第二次捕获高电平时候的计数器的数值
u8 TIM3_FLAG;//逻辑标志

void tim3_cap_init(u16 arr,u16 psc)
{
	RCC->APB1ENR|=1<<1;//开启定时器3的时钟
	RCC->APB2ENR|=1<<2;//开启PA时钟
	GPIOA->CRL&=0XF0FFFFFF;//PA6配置清零
	GPIOA->CRL|=0X08080000;//PA6下拉输入 默认下拉
	GPIOA->ODR|=0<<6;//PA6下拉
	
	TIM3->ARR=arr;//设置自动重载值
	TIM3->PSC=psc;//设置预分频值
	//*********通道1设置
	TIM3->CCMR1|=1<<0;//选择输入端 IC1 映射到 TI1 上
	TIM3->CCMR1|=0<<2;//输入不分频
	TIM3->CCMR1|=0<<4;//不滤波
	
	TIM3->CCER|=1<<0;//允许通道1捕获计数器的值到捕获寄存器中
	TIM3->CCER|=0<<1;//通道1上升沿捕获
	
	TIM3->DIER|=1<<0;//允许更新中断
	TIM3->DIER|=1<<1;//允许通道1捕获中断
	MY_NVIC_Init(2,0,TIM3_IRQn,2);//抢占2，子优先级0，组2
	
	TIM3->CR1|=1<<0;//开启定时器3
}

void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if((TIM3_FLAG&0X80)==0)//还未成功捕获	
	{
		if(TIM3->SR&0X01)//溢出
		{	    
			if(TIM3_FLAG&0X40)//已经捕获到高电平了
			{
				if((TIM3_FLAG&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
				{
					TIM3_FLAG|=0X80;//标记成功捕获了一次
					TIM3_CAP=0XFFFF;
				}else TIM3_FLAG++;
			}	 
		}
		if(TIM3->SR&0x02)//捕获1发生捕获事件
		{	
			if(TIM3_FLAG&0X40)		//捕获到一个上升沿 		
			{	  			
				TIM3_FLAG|=0X80;		//标记成功捕获到一次高电平脉宽
			    TIM3_CAP=TIM3->CCR1;	//获取当前的捕获值.
			}else//还未开始,第一次捕获上升沿
			{
				TIM3_FLAG=0;			//清空
				TIM3_CAP=0;
				TIM3_FLAG|=0X40;		//标记捕获到了上升沿
	 			TIM3->CNT=0;	//计数器清空
			}		    
		}			     	    					   
 	}
	TIM3->SR=0;//清除中断标志位
}

TIM3_CAP.C解读

1. 首先开启定时器3和GPIOA的时钟

 	RCC->APB1ENR|=1<<1;//开启定时器3的时钟
 	RCC->APB2ENR|=1<<2;//开启PA时钟

2. 接着设置PA6为下拉输入，为什么下拉输入，因为我们需要捕获高电平，如果你要捕获低电平，设置PA6为上拉输入，然后设置定时器下降沿捕获

	GPIOA->CRL&=0XF0FFFFFF;//PA6配置清零
	GPIOA->CRL|=0X08080000;//PA6下拉输入 默认下拉
	GPIOA->ODR|=0<<6;//PA6下拉

3. 设置定时器的自动重载值和预分频值

	TIM3->ARR=arr;//设置自动重载值
	TIM3->PSC=psc;//设置预分频值

4. 设置通道1为输入不分频，不滤波

	TIM3->CCMR1|=1<<0;//选择输入端 IC1 映射到 TI1 上
	TIM3->CCMR1|=0<<2;//输入不分频
	TIM3->CCMR1|=0<<4;//不滤波

关于什么是分频，什么是滤波

滤波
首先看STM32中文参考手册中的介绍

我的理解就是输入捕获采样频率也就是速度

分频
贴上官方介绍

就是每几个高电平触发一次捕获
如果你设置每2个事件触发一次捕获，那么检测到2次高电平的时候才会把当前的计数器的数值保存到TIM3->CCR1寄存器中

什么是TIM3->CCR1寄存器呢
看官方的介绍就知道了

也就是保存捕获的时候计数器的数值

5. 计数器的值能捕获入TIM3_CCR1寄存器和设置上升沿捕获

	TIM3->CCER|=1<<0;//允许通道1捕获计数器的值到捕获寄存器中
	TIM3->CCER|=0<<1;//通道1上升沿捕获

6. 开启定时器更新中断和通道1捕获中断

	TIM3->DIER|=1<<0;//允许更新中断
	TIM3->DIER|=1<<1;//允许通道1捕获中断

7. 设置中断分组和优先级

	MY_NVIC_Init(2,0,TIM3_IRQn,2);//抢占2，子优先级0，组2

8. 开启定时器3

	TIM3->CR1|=1<<0;//开启定时器3

TIM3中断函数解读

TIM3_FLAG是8位的，其中第7位用于标志第一次捕获，如果检测到第一次捕获就置1，第8位用于标志第二次捕获，检测到了就置1，1~6用于在检测到第一次捕获的时候定时器更新的次数

MAIN.C

#include "sys.h"
#include "usart.h"		
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "tim3_cap.h"





int main(void)
{
	Stm32_Clock_Init(9);	//系统时钟设置
	delay_init(72);	  		//延时初始化
	uart_init(72,115200); 	//串口初始化为115200
	tim3_cap_init(0XFFFF,72-1);//每计一个数1us   每溢出一次10ms
	led_init();				//LED初始化
  	while(1)
	{
		if(TIM3_FLAG&0X80)
		{
			TIM3_RES=TIM3_FLAG&0X3F;
			TIM3_RES*=65536;					//溢出时间总和
			TIM3_RES+=TIM3_CAP;		//得到总的高电平时间
			printf("%.3fs\r\n",0.000001*TIM3_RES);	//打印总的高点平时间
			TIM3_FLAG=0;			//开启下一次捕获
		}
		LED1=!LED1;
		delay_ms(200);
	}
} 

MAIN.C解读

主函数是检测到2次高电平就通过串口打印出高电平的时间

以下头文件中是用了原子哥的头文件

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

结果

LED1每0.2s切换亮灭状态一次，故每0.4s亮一次，结果和下图一样

用飞线把PA6(通道1)和PE5(LED1)连接起来