STM32笔记 （十三）定时器输入捕获（利用定时器捕获高电平时间）

简介

定时器的输入捕获可以用来测量脉冲宽度与PWM的输入测量，可以通过设置检测不同的跳变边沿，来实现对高低电平的计时捕获

框图

由图可知，初始化定时器进行输入捕获有以下步骤：

1. 开启时钟，配置定时器的GPIO
2. 设置输入捕获滤波器，也就是设置采集几次才有效，就是滤去抖动，由 CCMRx–ICxF 设置
   
   其中的f_DTS由CR1-CKD设置
   
3. 设置输入捕获极性，高电平有效还是低电平有效， CCER–CCxP
4. 设置输入捕获映射通道，一个通道的信号可以映射到不同的通道上（交叉映射） CCMRx–CCxS
   
5. 设置输入分频器，每几个事件触发一次捕获，CCMRx–ICxPSC，不分频的话每一个上升沿都触发一次捕获，将计数器的值捕获到捕获寄存器CCRx中
   
6. 开启定时器的更新中断和捕获中断（配置NVIC） SR-CCxIE SR-UIE
7. 编写定时器中断服务函数

原理

配置完定时器输入捕获的GPIO，时钟，TIM初始化结构体后，

• 如果设置成上升沿捕获，那么单信号由下降沿跳变到上升沿时，就会触发定时器把此时计数器的值CNT锁存到输入/捕获寄存器CCRx中
• 然后再设置下降沿捕获信号就可以把高电平持续时间内计数器CNT所累加的值锁存到输入/捕获寄存器CCRx中
• 两次相减，就能得到高电平持续时间内计数器所增加的值
• 结合所设置的分配系数psc以及自动重装载寄存器ARR的值，就能得到所测得的高电平时间是多少
• 要注意在计时期间定时器是否溢出以及溢出的次数，这些都要参与运算
  

程序

void TIM_CapInit(u16 arr,u16 psc){

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //使能TIM5时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能GPIOA时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //采用的是PA0用来输入
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); //将PA0设置成低电平

    //初始化定时器5 TIM5
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                     //设定计数器自动重装值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;                  //预分频器
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);             //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    //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);

    //中断分组初始化
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;           //TIM3中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //先占优先级2级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        //从优先级0级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                           //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

    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
}

u8 overload=0;  //定时器溢出计数
u8 capture_buf[2];  //定时捕获值容器
u8 capture_status=0; //定时捕获状态
u32 high_time;  //高电平时间

void TIM5_IRQHandler(void)
{
    if ((TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET) & capture_status)//在测量高电平期间产生更新中断
    {
        overload++;
    }
    if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)  //触发捕获
    {

        switch (capture_status)
        {
        case 0: //第一个状态  捕获到高电平
            TIM_SetCounter(TIM5, 0); //将当前计数器的值CNT设置成0
            TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Falling);//设置成下降沿捕获
            capture_status = 1;//切换到下一个状态
            break;
        case 1://第二个状态  捕获到低电平
            capture_val = TIM_GetCapture1(TIM5); //获取当前CCR1的值 也就是高电平的时间（不包含溢出的时间）

            high_time = capture_val + 65536 * overload;  //计算高电平的时间 包含高电平定时器溢出的时间
            printf("%d us", high_time); //将结果打印出来
  
            //重新初始化 准备下一次捕获
            overload = 0;  
            capture_val = 0;
            high_time = 0;
            capture_status = 0;

            TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Rising);//设置成上升沿捕获
            break;
        }
    }
    TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}