STM32F103定时器输入捕获功能

  STM32F103单片机的定时器不仅能输出PWM波，而且还能捕获输入的PWM波。可以通过定时器的捕获功能测量输入PWM波的周期和占空比。

  在输入捕获模式下，当检测到ICx信号上相应的边沿后，计数器的当前值被锁存到捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)中。当发生捕获事件时，相应的CCxIF标志(TIMx_SR寄存器)被置1，如果开放了中断或者DMA操作，则将产生中断或者DMA请求。如果发生捕获事件时CCxIF标志已经为高，那么重复捕获标志CCxOF(TIMx_SR寄存器)被置1。写CCxIF=0可清除CCxIF，或读取存储在TIMx_CCRx寄存器中的捕获数据也可清除CCxIF。写CCxOF=0可清除CCxOF。

  这里就使用捕获模式测量PWM波形的高电平时长，具体实现原理简单的来说就是，当第一个上升沿到来之后，清空计数器，当第一个下降沿到来之后，此时计数器的值就是高电平的值。

设置代码如下：

void TIM5_Cap_Init(u16 arr, u16 psc)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    //时钟初始化

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    //IO口初始化

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //TIM5初始化

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);

    //TIM5输入捕获参数

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;  //上升沿捕获

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;  //映射到TI1上

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波

    TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStructure);

    //中断分组初始化

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update | TIM_IT_CC1, ENABLE);

    TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);

}

u8  TIM5CH1_CAP_STA = 0;    //输入捕获状态

u16 TIM5CH1_CAP_VAL; //输入捕获值

void TIM5_IRQHandler(void)

{

    if((TIM5CH1_CAP_STA & 0x80) == 0)

    {

        if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET) //溢出中断

        {

            if(TIM5CH1_CAP_STA & 0x40) //已经捕获到高电平了

            {

                if((TIM5CH1_CAP_STA & 0x3F) == 0x3F) //高电平太长了

                {

                    TIM5CH1_CAP_STA |= 0x80; //标记成功捕获了一次

                    TIM5CH1_CAP_VAL = 0xFFFF;

                }

                else

                    TIM5CH1_CAP_STA++;

            }

        }

        if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET) //捕获中断

        {

            if(TIM5CH1_CAP_STA & 0x40) //下降沿捕获

            {

                TIM5CH1_CAP_STA |= 0x80; //标记成功捕获一次高电平脉宽

                TIM5CH1_CAP_VAL = TIM_GetCapture1(TIM5);

                TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Rising); //设置上升沿捕获

            }

            else     //上升沿捕获

            {

                TIM5CH1_CAP_STA = 0; //清空

                TIM5CH1_CAP_VAL = 0;

                TIM_SetCounter(TIM5, 0);

                TIM5CH1_CAP_STA |= 0x40; //标记捕获到了高电平

                TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Falling); //设置下降沿捕获

            }

        }

    }

    TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update | TIM_IT_CC1);

}

  这里使用定时器5的通道1来进行捕获，首先设置通道1为上升沿捕获，当上升沿触发中断之后，清空计数器的值，然后将中断设置为下降沿中断。当下一次下降沿中断触发后，此时的时间就是PWM波的高电平时间，接着再将中断设置为上升沿中断，等待下一次高电平的触发。

  每次捕获成功时，在主函数中将高电平时长打印出来。

extern u8  TIM5CH1_CAP_STA;    //输入捕获状态

extern u16 TIM5CH1_CAP_VAL; //输入捕获值

int main(void)

{

    u32 temp = 0;

    delay_init();        //延时函数初始化

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    uart_init(115200);

    LED_Init();

    LED0 = 1;

    LED1 = 1;

    delay_ms(500);

    LED0 = 0;

    LED1 = 0;

    TIM3_PWM_Init(3600-1,0);             //不分频。PWM频率=72000000/3600=20Khz   PB5输出PWM

    TIM5_Cap_Init(0xffff, 72 - 1); //以1Mhz的频率计数  PA0

    printf("Input Capture test!!!rn");

    while(1)

    {

        delay_ms(10);

TIM_SetCompare2(TIM3,TIM_GetCapture2(TIM3)+1);

if(TIM_GetCapture2(TIM3)==3600)

            TIM_SetCompare2(TIM3,0);

        if(TIM5CH1_CAP_STA & 0X80) //成功捕获到了一次上升沿

        {

            temp = TIM5CH1_CAP_STA & 0X3F;

            temp *= 65536; //溢出时间总和

            temp += TIM5CH1_CAP_VAL; //得到总的高电平时间

            printf("HIGH:%d us %d ms %d srn", temp,temp/1000,temp/1000000); //打印总的高点平时间

            TIM5CH1_CAP_STA = 0; //开启下一次捕获

        }

    }

}

定时器3用来产生一个PWM波，然后通过定时器5的捕获功能来测量PWM波的高电平时间。