STM32输入捕获模式-电子工程世界

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输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。STM32的定时器，除了TIM6和TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。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（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.

例如：我们用到TIM5_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，记录发生上升沿的时候TIM5_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TIM5_CNT值。这样，前后两次TIM5_CNT之差，就是高电平的脉宽，同时TIM5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。

首先TIMx_ARR和TIMx_PSC，这两个寄存器用来设自动重装载值和TIMx的时钟分频。

再来看看捕获/比较模式寄存器1：TIMx_CCMR1，这个寄存器在输入捕获的时候，非常有用；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，而高八位[15：8]则用于捕获/比较通道2的控制，因为TIMx还有CCMR2这个寄存器，所以可以知道CCMR2是用来控制通道3和通道4（详见《STM32参考手册》290页，14.4.8节）。

这里用到TIM5的捕获/比较通道1，我们重点介绍TIMx_CMMR1的[7:0]位（其实高8位配置类似）。

再来看看捕获/比较使能寄存器：TIMx_CCER；

接下来我们再看看DMA/中断使能寄存器：TIMx_DIER，我们需要用到中断来处理捕获数据，所以必须开启通道1的捕获比较中断，即CC1IE设置为1。

控制寄存器：TIMx_CR1，我们只用到了它的最低位，也就是用来使能定时器的；

最后再来看看捕获/比较寄存器1：TIMx_CCR1，该寄存器用来存储捕获发生时，TIMx_CNT的值，我们从TIMx_CCR1就可以读出通道1捕获发生时刻的TIMx_CNT值，通过两次捕获（一次上升沿捕获，一次下降沿捕获）的差值，就可以计算出高电平脉冲的宽度。

使能捕获和更新中断（设置TIM5的DIER寄存器）

因为我们要捕获的是高电平信号的脉宽，所以，第一次捕获是上升沿，第二次捕获时下降沿，必须在捕获上升沿之后，设置捕获边沿为下降沿，同时，如果脉宽比较长，那么定时器就会溢出，对溢出必须做处理，否则结果就不准了。这两件事，我们都在中断里面做，所以必须开启捕获中断和更新中断。

PWM输入捕获模式

一、概念理解

PWM输入捕获模式时输入捕获模式的特例

1、每个定时器有四个输入通道IC1、IC2、IC3、IC4,且IC1 IC2一组，IC3 IC4一组，并可是设置管脚和寄存器的对应关系

2、两个TI输出映射了两个ICx信号

3、这两个ICx信号分别在相反的极性边沿有效

4、两个边沿信号中的一个被选为触发信号，并且从模式控制器被设置成复位模式

5、当触发信号来临时，被设置成触发输入信号的捕获寄存器，捕获“一个PWM周期（即连续的两个上升沿或下降沿）”，他等于包含TIM时钟周期的个数（即捕获寄存器中捕获的为TIM的计数个数n）

6、同样另一个捕获通道捕获触发信号和下一个相反极性的边沿信号的计数个数m，即（即高电平的周期或低电平的周期）

7、由此可以计算出PWM的时钟周期和占空比

Frequency=f(TIM时钟频率)/n

Duty cycle =（高电平计数个数）/n

若m为高电平计数个数，则duty cycle=m/n;

若m位低电平计数个数，则duty cycle=(n-m)/n

注：因为计数器为16位，所以一个周期最多计数65535个，所以测得的最小频率=TIM时钟频率/65535

二、程序设计

1、程序概述：选择TIM3作为PWM输入捕获。IC2设置为上升沿，并设置为有效的触发输入信号，所以IC2的捕获寄存器捕获PWM周期01 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟配置

02 RCC_APP2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

04 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //GPIO配置

05 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

06 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

07 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

09 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //NVIC配置

10 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannePreemptionPriority = 0;

11 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

12 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

13 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

15 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道选择

16 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿触发

17 TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管脚与寄存器对应关系

18 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPSC_DIV1;//输入预分频，意思是控制在多少个输入周期做一个捕获，如果输入的信号频率没有变，测得的周期也不会变，比如选择四分频，则没四个输入周期做一次捕获，这昂再输入信号不频繁的情况下，可以减少软件被不断中断的次数

20 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFiter = 0x0; //滤波设置，经历几个周期跳变认定波形稳定0x0-0xf;

21 TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根据参数配置TIM外设信息

22 TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2);

23 TIM_SelectMasterSalveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

24 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

25 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE);

27 void TIM3_IRQHandler(void)

28 {

29 TIM_CLearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC3);

30 IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3);

31 if(IC2Value != 0)

32 {

33 DutyCyle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value;

34 Frequency = 72000000 / IC2Value;

35 }

36 else

37 {

38 DutyCycle = 0;

39 Frequency = 0;

40 }

42 }

44 注（一）：若想改变测量的PWM频率范围，可将TIM时钟频率做分频处理

46 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0～FFFF

47 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5; //时钟分频，分频数为5+1即6分频

48 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分割

49 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式

50 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化

51 注注（二）：定时器TIM的倍频器X1或X2。在APB分频为1时，倍频值为1，否则为2

ICInitStructre结构体的定义

01 typedef struct

02 {

03 u16 TIM_ICMode;

04 u16 TIM_Channel;

05 u16 TIM_ICPolarity;

06 u16 TIM_ICSelection;

07 u16 TIM_ICPrescaler;

08 u16 TIM_ICFilter;

09 } TIM_ICInitTypeDef;

13 TIM_ICMode定义

14 TIM_ICMode_ICAP TIM使用输入捕获模式

15 TIM_ICMode_PWM1 TIM使用输入PWM模式

17 TIM_Channel

18 TIMChannel选择通道

19 TIM_Channel_1 使用TIM通道1

20 TIM_Channel_2 使用TIM通道2

21 TIM_Channel_3 使用TIM通道3

22 TIM_Channel_4 使用TIM通道4

24 TIM_ICPolarity

25 TIM_ICPolarity输入活动沿

26 TIM_ICPolarity_Rising TIM输入捕获上升沿

27 TIM_ICPolarity_Falling TIM输入捕获下降沿

29 TIM_ICSelection

30 TIM_ICSelection选择输入

31 TIM_ICSelection_DirectTI TIM输入2，3或4选择对应的IC1或IC2或IC3或IC4相连

32 TIM_ICSelection_IndirectTI TIM输入2，3或4选的对应与IC2或IC1或IC4或IC3相连

33 TIM_ICSelection_TRC TIM输入2，3或3选择与TRC相连

35 TIM_ICPrescaler

36 TIM_ICPSC_DIV1 TIM捕获在捕获输入行每探测到一个边沿执行一次

37 TIM_ICPS_DIV2 TIM捕获每2个事件执行一次

38 TIM_ICPS_DIV3 TIM捕获每3个事件执行一次

39 TIM_ICPS_DIV4 TIM捕获每4个事件执行一次

关键字：STM32 输入捕获模式引用地址：STM32输入捕获模式

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