STM32 输入捕获
简介：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/比较寄存器（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。
工作过程：
1.设置输入捕获滤波器
2.设置输入捕获极性
3.设置输入捕获映射通道
4.设置输入捕获分频器
5.捕获到有效信号可以开启中断
TIM2_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 //就是说捕获TM2_CNT上升沿和下降沿的值。上升沿和下降沿的差就是高电平的脉宽。
录发生上升沿的时候 TIM2_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 TIM2_CNT 值。这样，前后两次 TIM2_CNT 之差，就是高电平的脉宽，
同时 TIM2 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。
需要的寄存器：TIMx_ARR、
TIMx_PSC
TIMx_CCMR1
TIMx_CCER
TIMx_DIER
TIMx_CR1
TIMx_CCR1
TIMx_CCMR1
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
高八位[15：8]则用于捕获/比较通道 2 的控制
- CC1S[1:0]，这两个位用于 CCR1 的通道方向配置，这里设置 IC1S[1:0]=01，也就是配置为输入CC1 即对应
TIMx_CH1。 - 输入捕获 1 预分频器 IC1PSC[1:0]，是 1 次边沿就触发 1 次捕获，所以选择 00
输入捕获 1 滤波器 IC1F[3:0]，用来设置输入采样频率和数字滤波器长度。
其中，fck_INT（内部时钟（CK_INT））是定时器的输入频率（TIMxCLK），一般为 72Mhz，
而fDTS 则是根据 TIMx_CR1 的 CKD[1:0]的设置来确定的，如果 CKD[1:0]设置为 00，那么fDTS = fck_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，且为上升沿触发，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（N就是8次），如果都是高电平，则说 明确实是一个有效的触发，就会触发输入捕获中断（如果开启了的话）。 - 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。这里，我们做滤波处理，所以设置
IC1F[3:0]=0000，只要采集到上升沿，就触发捕获。
捕获/比较使能寄存器：TIMx_CCER
要用到：CC1E 和 CC1P 位
使能输入捕获，必须设置 CC1E=1，而 CC1P 则根据自己的需要来配置。
DMA/中断使能寄存器
- 开启通道 1 的捕获比较中断，即 CC1IE 设置为 1。
步骤：
1）开启 TIM2 时钟，配置 PA0 为下拉输入
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能 TIM2 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能 GPIOA 时钟2）初始化 TIM2，设置 TIM2 的 ARR 和 PSC。
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 Tim23）设置 TIM2 的输入比较参数，开启输入捕获 ( 映射关系，滤波,分频以及捕获方式)TIM_ICInit
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct)；TIM_ICInitTypeDef 的定义
typedef struct
{
uint16_t TIM_Channel; //捕获通道1-4
uint16_t TIM_ICPolarity; //来设置输入信号的有效捕获极性,TIM_ICPolarity_Rising，上升沿捕获
uint16_t TIM_ICSelection; //设置映射关系 TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上
uint16_t TIM_ICPrescaler; //分频系数 TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
uint16_t TIM_ICFilter; //滤波器 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
} TIM_ICInitTypeDef;4）使能捕获和更新中断（设置 TIM2 的 DIER 寄存器） TIM_ITConfig(); NVIC_Init();
TIM_ITConfig( TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断和捕获中断5）设置中断分组，编写中断服务函数
分别为 TIM_GetITStatus()函数和 TIM_ClearITPendingBit()函数。
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET){}//判断是否为更新中断
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判断是否发生捕获事件
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);//清除中断和捕获标志位6）使能定时器（设置 TIM2 的 CR1 寄存器） TIM_Cmd();
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器 27）编写中断服务函数：TIMx_IRQHandler();
实验：TIM2_CH1（PA0）上的高电平脉宽，通过 WK_UP 按键输入高电平，并从串口打印高电平脉宽
输入捕获代码是直接添加在 timer.c 和 timer.h们在 timer.c 里面加入如下代码：
#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
//PWM输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);//
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); //使能GPIO外设时钟使能
//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH2的PWM脉冲波形
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 80K
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //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(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //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_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //MOE 主输出使能
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //CH1预装载使能
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1
}
//定时器2通道1输入捕获配置
TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;
void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) //用于 TIM2 通道 1 的输入捕获设置
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //初始化定时器2的时钟
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能TIM2时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能GPIOA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0 清除之前设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0 下拉
//初始化定时器2 TIM2
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(TIM2, &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TIM2输入捕获参数
TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);
//中断分组初始化
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM2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(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器2
}
u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态
u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值 记录捕获到下降沿的时候，TIM2_CNT
的值
//定时器5中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获 //判断最高位是否为0
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //更新中断，计数器溢出了
{
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
{
if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++;
}
}
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获1发生捕获事件
{
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次上升沿
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM2);
TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,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
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //清空
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0;
TIM_SetCounter(TIM2,0);
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿
TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling); //CC1P=1 设置为下降沿捕获
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}TIM2CH1_CAPTURE_STA，是用来记录捕获状态
main函数
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
extern u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA; //输入捕获状态
extern u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值
int main(void)
{
u32 temp=0;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(9600); //9600
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
TIM1_PWM_Init(899,0); //不分频。PWM频率=72000/(899+1)=80Khz
TIM2_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以1Mhz的频率计数 初始化定时器的输入捕获
while(1)
{
delay_ms(10);
TIM_SetCompare1(TIM1,TIM_GetCapture1(TIM1)+1);
if(TIM_GetCapture1(TIM1)==300)TIM_SetCompare1(TIM1,0);
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平 检测最高位（0x80）是不是1，是1就捕获了
{
temp=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F; //把STA的低6位 计数器溢出的次数拿出来赋值给temp
temp*=65536; //溢出时间总和 以us为单位
temp+=TIM2CH1_CAPTURE_VAL; //得到总的高电平时间
printf("HIGH:%d us\r\n",temp); //打印总的高点平时间
TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获
}
}
}主函数通过 TIM2CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位，来判断有没有成功捕获到一次高电平，
如果成功捕获，则将高电平时间通过串口输出到电脑。
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