STM32处理器输入捕获分析

最新更新时间:2021-11-29来源: eefocus关键字:STM32  处理器  输入捕获 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

前言:

1.博文基于ARM Cortex-M3内核的STM32F103ZET6芯片和标准3.5.0库;

2.如有不足之处,还请多多指教;


** 一 基本知识 **


输入捕获的功能:用来测量脉宽或者测量信号频率;

输了TIM6和TIM7外,其他定时器都有输入捕获功能;

通用定时器输入捕获中断和定时器更新中断公用同一个中断函数;

二 侧脉宽工作原理

如何获取一个脉冲的宽度(比如高电平):


开启并设置好定时器的时钟源 ,频率为F;

输入需要检测的脉冲;

利用CNT计数器计算一个脉冲的上升沿和下降沿之间的脉宽

三 相关寄存器

TIMx_ARR,TIMx_PSC,TIMx_CCMRx,TIMx_CCERx,TIMx_DIER,TIMx_CRx,TIMx_CCR1,TIMx_SR,TIMx_EGR

哇~猛的一看,好多啊!将这个寄存器分成两拨

一拨:TIMx_ARR,TIMx_PSC,TIMx_DIER,TIMx_CRx,TIMx_SR,TIMx_EGR

两拨:TIMx_CCMRx,TIMx_CCERx,TIMx_CCR1,TIMx_DIER,TIMx_SR,TIMx_EGR

首先脑子要明白的是:定时器输入捕获需要配置定时器本身和输入捕获功能。第一拨里的寄存器就定时器配置本身所用到的,(为什么要配置自己?比如要测量一个外来脉宽的时候,定时器本身就是一个计时器,用来记录要测量要测量脉宽的长度);第二波里的寄存器配置的是输入捕获功能;(第一波寄存器是学定时器最基本的了,这个必须要懂,本博文讲第二个)

(1)捕获/比较模式寄存器TIMx_CCMR1(当然还有CCMR2,两个寄存器配置CH1~4的输入输出)

这里写图片描述

捕获作为输入,因此我们只用图片中寄存器的后下部分;

CC1S[1:0] : (1)决定定时为输出(比较)或输入(捕获)模式;(2)决定IC1信号源的选择(后边详细介绍);

IC1PSC[1:0]:选择对IC1的分频模式(但是这个分频和定时器TIMx_PSC寄存器的分频并不太一样,但功能是一样的)

IC1F[3:0]:输入捕获1滤波器(详细功能可以参考STM32手册,这里这个功能不作为细说,本博文也用不到)


(2)捕获/比较使能寄存器TIMx_CCER1


这里写图片描述

使能寄存器中除了对输入使能的控制之外,还有对输入输出极性的控制;

(此时为输入模式下)

CCxP :设置输入(捕获)x的极性;置1时ICx发生上升沿时捕获或触发,置0时发生下降沿的时候捕获或触发;

CCxE:设置输入(捕获)x 的使能;置1时捕获使能,置0时不进行捕获;


(3)捕获/比较寄存器TIMx_CCRx

这里写图片描述

捕获:当满足捕获条件时,将TIMx_CNT的值送入相应的TIMx_CCRx寄存器中;

因此,在输入模式下,此寄存器就是用来存放TIMx_CNT的值的;


(4)DMA/中断使能寄存器 TIMx_DIER

这里写图片描述

这里多说一句:定时器所有的中断使能控制都在这一个寄存器中,但是他们的中断函数只有一个(只针对通用定时器);

TDE:触发DMA使能

CCxDE:捕获/比较x的DMA请求;

UDE:更新DMA使能;

TIE:触发中断使能;

CCxIE:捕获/比较中断使能;(这四位决定输入输出时四个通道的中断)

UIE:更新中断使能;(就定时器CNT溢出啊什么的时候中断使能)


(5)状态寄存器TIMx_SR

这里写图片描述

TIF:产生了触发中断;

CCxOF:捕获x重复标志;由硬件置1,软件清0;这个重复的意思是当CCXIF已经被置1的情况下,再次发生捕获事件;

CCxIF:捕获x中断标记; 当CNT的值拷贝到CCRx完成后由硬件置1,软件清0;

UF:更新中断产生;


(6)事件发生寄存器TIMx_EGR

这里写图片描述

这个时间产生寄存器并不是说,当有事件产生了就去设置相应的位,这是状态寄存器的活,此寄存器的活是软件置位,使其相应的功能完成一个相应的操作;比如最低位的UG(更新事件),当执行UG = 1操作时,将会产生一个更新事件,如果开启了更新中断,将会进入中断函数;其它位功能也是类似;

TG:产生触发事件;由软件置1,硬件清0;

CCxG:捕获/比较x事件;该位由软件置1,由硬件清0;功能如下图:

这里写图片描述

值得一提的是,当CCxIF和CCxOF位确实有一种很特别的关系;


四 寄存器的位配置与结合电路图分析

这里写图片描述

这张图是定时器总体电路框图比较复杂,但是本博文的重点是用几个红箭头所表示的输入信号的信号链(图中CH1为例),这个图只需要看个大概,下面这个图输入电路的分解图:

这里写图片描述

图片均来自于STM32使用手册,两张图片中,梯形是需要寄存器配置的地方,而且每个需要配置的地方都有寄存器位的标注,表示在相应的寄存器位中均可以找到配置方式;

而且从图片中可以看出来:关于定时器输入功能的配置,配置TIMx_CCERx和TIMx_CCMRx就好了;


五 编程步骤

步骤例程来自原子教程的库函数开发模式;假设用TIM5_CH1来完成输入捕获实验;TIM5_CH1默认输入捕获IO口为PA0;如果想用其他端口输入

(1)开启时钟;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE); //使能定时器时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能定时器输出通道所对应的IO口;

(2)配置定时器自身TIM5

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;


TIM_TimebaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //设置TIMx_CR1的CKD[2:0]位,将定时器的时钟源分频提供给输入捕获数字滤波器,此位为不分频;

TIM_TimebaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //设置TIMx_CR1的CMS[1:0]位,设置定时器的计数模式:向上计数;

TIM_TimebaseInitStructure.TIM_Period = arr;   //设置TIMx_ARR

TIM_TimebaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;  //设置TIMx_PSC

TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimebaseInitStructure);  


(3)定时器输出配置

这里写图片描述

结合着图理解效果会更好;


TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;     //设置TIMx_CCER的CCxE位,开启要输入的通道(CHx);

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0000;    //设置TIMx_CCMRx的[3:0]配置输入滤波器,配置为0x0000则不进行滤波

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;  //设置CCERx_CCxP捕获上升沿

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;     //设置TIMx_CCMRx的ICxPSC[1:0],设置ICx上的分频为不分频;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;  //设置TIMx_CCMRx的CCxS[1:0]位,设置ICx的输入源;所谓“Direct”也即是直接的意思,即ICx映射到TIx上;

TIM_ICInit(TIM5,&TIM_ICInitStructure);


(4)相应的中断配置(通用定时器内部所有触发的中断只有一个对应的中断函数)


NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);


开启相应的中断:

TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_CC1 | TIM_IT_Update , ENABLE);


(5)开启定时器x

TIM_Cmd(TIM5 , ENABLE);


对原子提供的一个侧脉宽程序理解

这里写图片描述

图片中为一个输入脉冲:我们要测量高电平的脉冲时间,很好理解的是,高电平在一个上升沿和下降沿的中间,所以总体解题思路应该是从计数器开始计数开始,到这个脉冲的下降沿时时钟的时间减去上升沿时的时间;

图片中的内容为配置好定时器和输入捕获后,在中断函数内完成的程序;程序的步骤可以根据图中标号:

① 此时设置好上升沿为触发中断,以及其他定时器配置;

② 此时产生了上升沿,进行捕获操作,CNT内的值捕获到CCR内,此时使CNT=0,CNT继续开始计数;当完成捕获,并且修改捕捉极性为下降沿捕获,当下降沿来到时,将会再次触发此中断函数;

③ 此时产生了下降沿,触发了中断函数;

④ 清0 TIMx_SR寄存器中CCxOF和CCxIF位。

⑤ 将测量的脉冲宽度结果取出来,然后处理(液晶屏显示),并且再次修改输入捕获极性为上升沿捕获;

关键字:STM32  处理器  输入捕获 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic555850.html

上一篇:STM32定时器输出比较(PWM)
下一篇:STM32 标准固件库的下载,文件介绍和工程的建立(综合)

推荐阅读

STM32单片机-汇编指令1
--------------------------------------------说明:STM32单片机汇编指令使用一STM32单片机汇编指令使用二ARM单片机汇编指令的查找见“STM32单片机二之十五、查找汇编指令”。--------------------------------------------.macro restore_user_regs //宏   ldr r1,[sp, #S_PSR]   ldr lr,[sp, #S_PC]!   @ !用来控制基址变址寻址的最终新地址是否进行回写操作,         
发表于 2022-01-12
<font color='red'>STM32</font>单片机-汇编指令1
STM32-GPRS模块连接系统主站
一、GPRS基础讲解(GSM/CDMA/GPRS介绍)1、通信专业术语BSS--基站子系统,通过无线接口与移动台直接联系,负责在一定区域内和移动台通信。(GSM)BTS--基站收发台,可以看作一复杂的无线调制器,BSS的主要部分,每个分配有若干信道。(GSM)RBS--Radio Base Station,无线基站:RBS是基站内所有设备的总称,在GSM规范中对应的主要部分是BTS,它由BSC来控制,用来提供移动台与系统的无线接口,它是CME20系统中的无线设备部分,主要由无线收发信机构成。BSC--基站控制器,其功能是作为无线电设备与MSC的控制和通信的接口,直接控制BTS。(GSM) GPRS--General Pac
发表于 2022-01-12
STM32-GPRS模块连接系统主站
AD转换汇总(STM32、取平均、过采样)
}-----------------------------------------------------------------------------------------------------三、STM32关于使用定时器触发ADC转换以STM32 ADC的常规通道为例(注入通道类似):配合上ADC外设的框图:如上图,STM32 ADC的常规通道可以由以上6个信号触发任何一个,我们以使用TIM2_CH2触发ADC1,独立模式,每次仅测一条通道,则ADC的配置如下:(以下代码使用STM32固件库V3.5)void ADC_Configuration(void){    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;    ADC_InitStructure.ADC_Mode
发表于 2022-01-12
AD转换汇总(<font color='red'>STM32</font>、取平均、过采样)
STM32单片机-低功耗设置
STM32F103R8和RC的停机模式的休眠电流还不一样,R8停机模式实测为11uA,RC停机模式实测为30uA,还以为又是我的程序哪里没做好呢,仔细看了PDF,这两个芯片PDF上标的值的确有区别,和我测的值差不多,那我就没有再深究的意义了! 结合下文的高手经验,反复摸索,standby模式1.9uA,PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFI);stop模式:11uA, PWR_EnterSTANDBYMode(); 实验证明,将IO端口设成IPU/IPD/AIN/PPOUT=1/PPOUT=0/ODOUT=0,电流是基本相同的,最可怕
发表于 2022-01-12
<font color='red'>STM32</font>单片机-低功耗设置
STM32单片机-操作访问内部Flash
目录:1、STM32 FLASH操作流程2、Flash基本知识点3、OK,上干货,上代码-------------------------------------------------------------------------------------------------STM32中存储区分为:随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。 其中:RAM为常说的内存,比如手机的2G内存4G内存等,就是程序跑起来的时候所占用的存储空间,特点是掉电数据丢失。ROM为常说的硬盘,比如手机的64G和128G等,可以简单的理解为硬盘的存储空间,特点是掉电数据不丢失,所以又叫“非易失性存储器件”。 ROM又包含
发表于 2022-01-12
<font color='red'>STM32</font>单片机-操作访问内部Flash
STM32单片机-标准库编译成lib库
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------以前一直使用STM32的标准库,需要一步步地将代码加进去,将编译选项设置好,然后再编译整个工程。这个编译过程是一个相当慢的过程!完全编译大约需要一支烟的时间。每次建立工程都这么编译,是一个相当浪费时间和香烟的过程。于是,我有了将库编译成lib文件的想法。本博文就是我将STM32F4的标准库编译成lib文件并在工程中使用的过程。适用对象:1、熟悉库,不想再看库里边代码2、有稳定的库
发表于 2022-01-12
<font color='red'>STM32</font>单片机-标准库编译成lib库
小广播
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2022 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved