STM32单个定时器四通道输入捕获

       以前就纠结过能不能一个定时器进行多路的输入捕获，因为毕竟输出四路的PWM是轻松随意的，当时大概想了一下觉得可能会比较麻烦就一直没去尝试，最近组里的同学做方波测频和测占空比遇到了问题，又提到了这个，今天仔细想了一下有了思路就写程序然后上板子试了一下，解决了这个问题。

       首先我们先看单路的输入捕获是怎么实现的

       定时器的初始化函数：

//定时器2通道1输入捕获配置

//arr：自动重装值

//psc：时钟预分频数

void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)

{  

RCC->APB1ENR|=1<<0;    //TIM2 时钟使能 

RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA时钟  

GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0; //PA0 清除之前设置  

GPIOA->CRL|=0X00000008; //PA0 输入   

GPIOA->ODR|=0<<0; //PA0 下拉

  TIM2->ARR=arr;  //设定计数器自动重装值   

TIM2->PSC=psc;  //预分频器 

TIM2->CCMR1|=1<<0; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

  TIM2->CCMR1|=1<<4; //IC1F=0001 配置输入滤波器 以Fck_int采样，2个事件后有效

  TIM2->CCMR1|=0<<10; //IC2PS=00 配置输入分频,不分频 

TIM2->CCER|=0<<1; //CC1P=0 上升沿捕获

TIM2->CCER|=1<<0; //CC1E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中

TIM2->DIER|=1<<1;    //允许捕获中断

TIM2->DIER|=1<<0;    //允许更新中断

TIM2->CR1|=0x01;    //使能定时器2

MY_NVIC_Init(2,0,TIM2_IRQn,2);//抢占2，子优先级0，组2    

}

    输入捕获的中断函数：

//捕获状态

//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.

//[6]:0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.

//[5:0]:捕获高电平后溢出的次数

u8  TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;             //输入捕获状态    

u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;             //输入捕获值

//定时器2中断服务程序  

void TIM2_IRQHandler(void)

{     

u16 tsr;

tsr=TIM2->SR;

  if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)    //还未成功捕获

{

if(tsr&0X01)//溢出

{     

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(tsr&0x02)//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高电平脉宽

    TIM2CH1_CAPTURE_VAL=TIM2->CCR1; //获取当前的捕获值.

TIM2->CCER&=~(1<<1); //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_VAL=0;

TIM2CH1_CAPTURE_STA=0X40; //标记捕获到了上升沿

TIM2->CNT=0; //计数器清空

TIM2->CCER|=1<<1; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 

}     

}              

  }

TIM2->SR=0;//清除中断标志位     

}

    主函数读取并显示：

int main(void)

{  

u32 temp=0; 

  Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置

uart_init(72,9600); //串口初始化为9600

delay_init(72);     //延时初始化 

LED_Init();   //初始化与LED连接的硬件接口

  TIM1_PWM_Init(899,36-1); //不分频。PWM频率=72000/(899+1)=80Khz

  TIM2_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以1Mhz的频率计数 

    while(1)

{

  delay_ms(10);

LED0_PWM_VAL++;

if(LED0_PWM_VAL==300)LED0_PWM_VAL=0;  

if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平

{

temp=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F;

temp*=65536; //溢出时间总和

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

  }

}

}

    具体的原理我就不细说了，如果不了解可以去找一下原子的教程，那里面讲得是很详细的，要实现四通道的输入捕获初始化是肯定要修改的，但是最为重要的是修改中断函数中的内容。

    在单路输出中，中断的执行流程是，当新开始一次捕获并且捕获到高电平（就是上升沿），将TIM2->CNT寄存器置0，并且将捕获电平变为低电平（去捕获下降沿），表示新开始一次捕获，然后如果持续高电平使定时器溢出，TIMCH1_CAPTURE_STA会自增1，然后捕获到下降沿以后就完成了一次捕获，这时去读取当前CCR寄存器的值，然后在加上溢出次数*65536得到的就是整个高电平器件定时器总计数值，通过计算计数频率就可以得到高脉冲的时间。

    四通道输入捕获原理

    要实现四路的输入捕获如果每开始一次新的捕获就将CNT值置零是肯定不可以的，一个定时器只有一个CNT寄存器这样会是捕获完全混乱，所以，我的解决方法是：用一个变量Date1来存当开始一次新的捕获时CNT寄存器的值，然后中间步骤和单通道是完全相同的，完成捕获后将那时CCR寄存器的值写到Date2。计算总计数值就是溢出次数*65536+Date2-Date1

    四路输入捕获初始化函数

    注意：我这里将TIM2进行了部分重映射，在不进行重映射的情况下（PA0,PA1,PA2,PA3）通道四无法触发捕获中断）进行部分重映射（PA0,PA1,PB10,PB11）后就可以正常使用，我觉得可能是板子的问题

//定时器2通道1-4输入捕获配置

//arr：自动重装值

//psc：时钟预分频数

void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)

{  

RCC->APB1ENR|=1<<0;    //TIM2 时钟使能 

RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA时钟  

RCC->APB2ENR|=1<<3;    //使能PORTB时钟  

RCC->APB2ENR|=1<<0; //AFIO时钟使能

AFIO->MAPR|=2<<8; //TIM2部分映射

GPIOA->CRL&=0XFFFFFF00; //PA0,PA1清除之前设置  

GPIOA->CRL|=0X00000088; //PA0,PA1输入  

GPIOA->ODR|=0<<1; //PA0,PA1下拉

GPIOB->CRH&=0xFFFF00FF; //PB10,PB11清除之前设置

GPIOB->CRH|=0x00008800; //PB10,PB11输入

GPIOB->ODR|=0<<11; //PB10,PB11下拉

  TIM2->ARR=arr;  //设定计数器自动重装值   

TIM2->PSC=psc;  //预分频器 

//CH1

TIM2->CCMR1|=1<<0; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

  TIM2->CCMR1|=1<<4; //IC1F=0001 配置输入滤波器 以Fck_int采样，2个事件后有效

  TIM2->CCMR1|=0<<2; //IC1PS=00 配置输入分频,不分频 

TIM2->CCER|=0<<1; //CC1P=0 上升沿捕获

TIM2->CCER|=1<<0; //CC1E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中

//CH2

TIM2->CCMR1|=1<<8; //CC2S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

  TIM2->CCMR1|=1<<12; //IC2F=0001 配置输入滤波器 以Fck_int采样，2个事件后有效

  TIM2->CCMR1|=0<<10; //IC2PS=00 配置输入分频,不分频 

TIM2->CCER|=0<<5; //CC2P=0 上升沿捕获

TIM2->CCER|=1<<4; //CC2E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中

//CH3

TIM2->CCMR2|=1<<0; //CC3S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

  TIM2->CCMR2|=1<<4; //IC3F=0001 配置输入滤波器 以Fck_int采样，2个事件后有效

  TIM2->CCMR2|=0<<2; //IC3PS=00 配置输入分频,不分频 

TIM2->CCER|=0<<9; //CC3P=0 上升沿捕获

TIM2->CCER|=1<<8; //CC3E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中

//CH4

TIM2->CCMR2|=1<<8; //CC4S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

  TIM2->CCMR2|=1<<12; //IC4F=0001 配置输入滤波器 以Fck_int采样，2个事件后有效

  TIM2->CCMR2|=0<<10; //IC4PS=00 配置输入分频,不分频

TIM2->CCER|=0<<13; //CC4P=0 上升沿捕获

TIM2->CCER|=1<<12; //CC4E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中

//中断使能

TIM2->DIER|=1<<1;    //允许捕获1中断

TIM2->DIER|=1<<2;    //允许捕获2中断

TIM2->DIER|=1<<3;    //允许捕获3中断

TIM2->DIER|=1<<4;    //允许捕获4中断

TIM2->DIER|=1<<0;    //允许更新中断

TIM2->CR1|=0x01;    //使能定时器2

MY_NVIC_Init(2,0,TIM2_IRQn,2);//抢占2，子优先级0，组2    

}

    中断服务函数：

//捕获状态

//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.

//[6]:0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.

//[5:0]:捕获高电平后溢出的次数

//CH1

u8  TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态    

u16 TIM2CH1_CAPTURE_Date2; //数据2

u16 TIM2CH1_CAPTURE_Date1; //数据1

//CH2

u8  TIM2CH2_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态    

u16 TIM2CH2_CAPTURE_Date2; //数据2

u16 TIM2CH2_CAPTURE_Date1; //数据1

//CH3

u8  TIM2CH3_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态    

u16 TIM2CH3_CAPTURE_Date2; //数据2

u16 TIM2CH3_CAPTURE_Date1; //数据1

//CH4

u8  TIM2CH4_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态    

u16 TIM2CH4_CAPTURE_Date2; //数据2

u16 TIM2CH4_CAPTURE_Date1; //数据1

//定时器2中断服务程序  

void TIM2_IRQHandler(void)

{     

u16 tsr;

tsr=TIM2->SR;

//CH1中断处理

  if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获

{

if(tsr&0X01)//溢出

{     

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_Date2=0XFFFF;

}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++;

}  

}

if(tsr&0x02)//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高电平脉宽

    TIM2CH1_CAPTURE_Date2=TIM2->CCR1; //获取当前的捕获值.

TIM2->CCER&=~(1<<1); //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_Date2=0;

TIM2CH1_CAPTURE_STA=0X40; //标记捕获到了上升沿

TIM2CH1_CAPTURE_Date1=TIM2->CCR1;

TIM2->CCER|=1<<1; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 

}     

}              

  }

//CH2中断处理

if((TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获

{

if(tsr&0X01)//溢出

{     

if(TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了

{

if((TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了

{

TIM2CH2_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次

TIM2CH2_CAPTURE_Date2=0XFFFF;

}else TIM2CH2_CAPTURE_STA++;

}  

}

if(tsr&0x04)//捕获1发生捕获事件

{

if(TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿

{  

TIM2CH2_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽

    TIM2CH2_CAPTURE_Date2=TIM2->CCR2; //获取当前的捕获值.

TIM2->CCER&=~(1<<5); //CC1P=0 设置为上升沿捕获

}else  //还未开始,第一次捕获上升沿

{ 

TIM2CH2_CAPTURE_Date2=0;

TIM2CH2_CAPTURE_STA=0X40; //标记捕获到了上升沿

TIM2CH2_CAPTURE_Date1=TIM2->CCR2;

TIM2->CCER|=1<<5; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 

}     

}              

  }

//CH3中断处理

if((TIM2CH3_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获

{

if(tsr&0X01)//溢出

{     

if(TIM2CH3_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了

{

if((TIM2CH3_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了

{

TIM2CH3_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次

TIM2CH3_CAPTURE_Date2=0XFFFF;

}else TIM2CH3_CAPTURE_STA++;

}  

}

if(tsr&0x08)//捕获1发生捕获事件

{

if(TIM2CH3_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿

{  

TIM2CH3_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽

    TIM2CH3_CAPTURE_Date2=TIM2->CCR3; //获取当前的捕获值.

TIM2->CCER&=~(1<<9); //CC1P=0 设置为上升沿捕获

}else  //还未开始,第一次捕获上升沿

{ 

TIM2CH3_CAPTURE_Date2=0;

TIM2CH3_CAPTURE_STA=0X40; //标记捕获到了上升沿

TIM2CH3_CAPTURE_Date1=TIM2->CCR3;

TIM2->CCER|=1<<9; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 

}     

}              

  }

//CH4中断处理

if((TIM2CH4_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获

{

if(tsr&0X01)//溢出

{  

if(TIM2CH4_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了

{

if((TIM2CH4_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了

{

TIM2CH4_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次

TIM2CH4_CAPTURE_Date2=0XFFFF;

}else TIM2CH4_CAPTURE_STA++;

}  

}

if(tsr&0x10)//捕获1发生捕获事件

{

if(TIM2CH4_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿

{  

TIM2CH4_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽

    TIM2CH4_CAPTURE_Date2=TIM2->CCR4; //获取当前的捕获值.

TIM2->CCER&=~(1<<13); //CC1P=0 设置为上升沿捕获

}else  //还未开始,第一次捕获上升沿

{ 

TIM2CH4_CAPTURE_Date2=0;

TIM2CH4_CAPTURE_STA=0X40; //标记捕获到了上升沿

TIM2CH4_CAPTURE_Date1=TIM2->CCR4;

TIM2->CCER|=1<<13; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 

}     

}              

  }

TIM2->SR=0;//清除中断标志位     

}

       主函数（显示四路信号高点平的时间）：

int main(void)

{

u32 temp1=0,temp2=0,temp3=0,temp4=0;

Stm32_Clock_Init(9);   //初始化系统时钟

delay_init(72); //初始化延时

uart_init(72,115200); //串口初始化

TIM1_PWM_Init(1000-1,36-1); //不分频。PWM频率=72000/(899+1)=80Khz

TIM2_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以2Mhz的频率计数 

LED_Init();

TIM1_CH1_PWM_VAL=100;

while(1)  

  {  

if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到了一次高电平

{

temp1=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F;

temp1*=65536; //溢出时间总和

temp1+=TIM2CH1_CAPTURE_Date2;

temp1-=TIM2CH1_CAPTURE_Date1; //得到总的高电平时间

printf("TIM2_CH1_HIGH:%d us\r\n",temp1); //打印总的高点平时间

TIM2CH1_CAPTURE_Date1=0;

  TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获

  }

if(TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到了一次高电平

{

temp2=TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X3F;

temp2*=65536; //溢出时间总和

temp2+=TIM2CH2_CAPTURE_Date2;

temp2-=TIM2CH2_CAPTURE_Date1; //得到总的高电平时间

printf("TIM2_CH2_HIGH:%d us\r\n",temp2); //打印总的高点平时间

TIM2CH2_CAPTURE_Date1=0;

  TIM2CH2_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获

  }

if(TIM2CH3_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到了一次高电平

{

temp3=TIM2CH3_CAPTURE_STA&0X3F;

temp3*=65536; //溢出时间总和

temp3+=TIM2CH3_CAPTURE_Date2;

temp3-=TIM2CH3_CAPTURE_Date1; //得到总的高电平时间

printf("TIM2_CH3_HIGH:%d us\r\n",temp3); //打印总的高点平时间

TIM2CH3_CAPTURE_Date1=0;

  TIM2CH3_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获

}

if(TIM2CH4_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到了一次高电平

{

temp4=TIM2CH4_CAPTURE_STA&0X3F;

temp4*=65536; //溢出时间总和

temp4+=TIM2CH4_CAPTURE_Date2;

temp4-=TIM2CH4_CAPTURE_Date1; //得到总的高电平时间

printf("TIM2_CH4_HIGH:%d us\r\n",temp4); //打印总的高点平时间

TIM2CH4_CAPTURE_Date1=0;

  TIM2CH4_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获

}

printf("\r\n");

LED=!LED;

delay_ms(10);

  }  

}