STM32输入捕获

Posted 2021-06-12 想成为大师啊

参考正点原子视频

STM32PWM工作过程

一句话总结工作过程：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）存放到对应的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx里面），完成一次捕获。

步骤一：设置输入捕获滤波器

以通道一为例：

1）当滤波器连续采样到N次个有效电平时，认为一次有效的输入电平。
2）该数字滤波器实际上是个事件计数器，它记录到N个事件后会产生一个输出的跳变。
例如：当f(CK_INT) = 72MHz, CKD[1:0] = 01时，选择f(DTS) = f(CK_INT)/2 = 36MHz;
而ETF[3:0] = 0100,则采样频率f(SAMPLING) = f(DTS) / 2 = 18MHz, N = 6,此时高于3MHz的信号
将被这个滤波器滤除，这样就有效地屏蔽了高于3MHz的干扰。

看了这些说法，我还是不理解这个数字滤波器到底是如何工作的，问题如下：
问题1：当滤波器连续采样到N次个有效电平时，是输出这个电平？还是输出一个跳变？
问题2：当滤波器没有连续采样到N次个有效电平时，输出是的什么？

带着这两个问题，我们来分析一下，下面以TIM3为例：
首先可以肯定输入捕获过程如下：详细信息见参考手册中的14.2节，通用定时器框图
TIM3_CH1(PA.6) ----> TI1(外部信号) -------> 输入滤波器IC1F[3:0] -----> IC1(滤波器输出信号) -------> 输入捕获预分频器IC1PSC[1:0] ----> 捕获/比较1寄存器CCR1
从上面的过程可以知道，
1）发生输入捕获所需要的跳变沿是由滤波器输出产生的。
2）滤波器和预分频器可软件编程，如果IC1F[3:0] = 0x0，则滤波器全通，即TI1 和 IC1是同一个信号。

借助这两点分析，我假设的滤波器的工作原理是：
问题1猜测答案：当滤波器连续采样到N次个有效电平时，就输出这个有效电平。
问题2猜测答案：当滤波器没有连续采样到N次个有效电平时，再从0开始计数，输出一直保持上一次输出的有效电平。例如：滤波器上一次输出是高电平，本次连续采样到N-1个高低平，但第N是个低电平，那么滤波器仍然保持上次输出的高电平，并重新开始计数，记录1次低电平，如果在其后采样的N-1个也是低电平，此时滤波才输出低电平，于是一个下降沿才出现在IC1上。

步骤二：设置输入捕获极性

以通道一为例：

CC1P：输入/捕获1输出极性

CC1通道配置为输出：

0：OC1高电平有效

1：OC1低电平有效

CC1通道配置为输入：

该位选择是IC1还是IC1的反相信号作为触发或捕获信号。

0：不反相：捕获发生在IC1的上升沿；当用作外部触发器时，IC1不反相。

1：反相：捕获发生在IC1的下降沿；当用作外部触发器时，IC1反相。

步骤三：设置输入捕获映射通道

通道一为例：

CC1S[1 : 0]：捕获/比较1选择
这2位定义通道的方向（输入/输出），及输入脚的选择：

• 00：CC1通道被配置为输出：
• 01：CC1通道被配置为输入，IC1映射在TI1上
• 10：CC1通道被配置为输入，IC1映射在TI2上
• 11：CC1通道被配置为输入，IC1映射在TRC上。此模式仅工作在内部触发器输入被选中时（由TIMx_SMCR寄存器的TS位选择）。

注：CC1S仅在通道关闭时（TIMx_CCER寄存器的CC1E=‘0’）才是可写的

步骤四：设置输入捕获分频器

通道一为例：

IC1PSC[1:0]：输入/捕获1预分频器
这2位定义了CC1输入（IC1）的预分频系数。一旦CC1E=‘0’（TIMx_CCER寄存器中），则预分频器复位。

• 00：无预分频器，捕获输入口上检测到的每一个边沿都触发一次捕获
• 01：每2个事件触发一次捕获
• 10：每4个事件触发一次捕获
• 11：每8个事件触发一次捕获

CC1E：输入/捕获1输出使能

CC1通道配置为输出：

• 0：关闭 - OC1禁止输出
• 1：开启 - OC1信号输出到对应的输出引脚

CC1通道配置为输入：
该位决定了计数器的值是否能捕获TIMx_CCR1寄存器

• 0：捕获禁止
• 1：捕获使能

步骤五：捕获到有效信号可以开启中断

输入捕获通道初始化函数：

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIMICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);

结构体

typedef struct
{
	uint16_t TIM_Channel;// 捕获通道1~4
	uint16_t TIM_ICPolarity;// 捕获极性
	uint16_t TIM_ICSelection;// 映射关系
	uint16_t TIM_ICPrescaler;// 分频系数
	uint16_t TIM_ICFilter;// 滤波器
}TIM_ICInitTypeDef

TIM5

TIM5_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM5_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM5_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM5_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM5_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x00;
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStruct);