STM32的输入捕获实验

Posted 2021-11-23 金华千迹落竹

一、什么是输入捕获？

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/比较寄存器（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。

二、使用TIM5的输入高电平捕获

1.捕获TIM5的CH1

TIM5的通道1在PA0引脚上，我们将捕获 TIM5_CH1（PA0）上的高电平脉
宽，通过PA0上的按键输入高电平，并从串口打印高电平脉宽。同时我们保留上节的 PWM 输
出，大家也可以通过用杜邦线连接 PB5 和 PA0，来测量 PWM 输出的高电平脉宽。

2.代码解读

从这个工程，我们的难度有点大了，因为我们要接触到核心部分了，我们在使用输入捕获时，我们先确定我们是使用上升沿捕获还是下降沿捕获，我们在这儿使用的是上升沿捕获，就是通过按键产生一个上升沿，然后定时器开始计时，我们用这个捕获看高电平时间，通过串口显示高电平时间。

三、代码示例

timer.c文件

#include "timer.h"
#include "led.h"

//定时器5通道1输入捕获配置

TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStructure;

void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{	 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
   	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);	//使能TIM5时钟
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //使能GPIOA时钟
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;  //PA0 清除之前设置  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入  
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);						 //PA0 下拉
	
	//初始化定时器5 TIM5	 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 	//预分频器   
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
  
	//初始化TIM5输入捕获参数
	TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 	选择输入端 IC1映射到TI1上
  	TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕获
  	TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
  	TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置输入分频,不分频 
  	TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
  	TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);
	
	//中断分组初始化
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;  //TIM5中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //先占优先级2级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //从优先级0级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 
	
	TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断	
	
   	TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); 	//使能定时器5
}



u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;	//输入捕获状态		    				
u16	TIM5CH1_CAPTURE_VAL;	//输入捕获值
 
//定时器5中断服务程序	 
void TIM5_IRQHandler(void)
{ 
	
	
	//还未成功捕获	
 	if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)
	{	  
		if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)
		 
		{	    
			if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
			{
				if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
				{
					TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
					TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
				}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
			}	 
		}
		
		
		
		
		
		
		
	//捕获1发生捕获事件
	if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)
		{	
			if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)		//捕获到一个下降沿 		
			{	  			
				TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//标记成功捕获到一次上升沿
				TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);
		   		TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
			}else  								//还未开始,第一次捕获上升沿
			{
				TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;			//清空
				TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;
	 			TIM_SetCounter(TIM5,0);
				TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;		//标记捕获到了上升沿
		   		TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);		//CC1P=1 设置为下降沿捕获
			}		    
		}			     	    					   
 	}
 
    TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
 
}

main.c文件

#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"

extern u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA;		//输入捕获状态		    				
extern u16	TIM5CH1_CAPTURE_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);	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
 	TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1);	//以1Mhz的频率计数 
   	while(1)
	{
 		delay_ms(10);
	 		 
 		if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次上升沿
		{
			temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
			temp*=65536;//溢出时间总和
			temp+=TIM5CH1_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
			TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;//开启下一次捕获
		}
	}
 }

实验现象:

这里值得注意的是，WAKE_UP按键(引脚PA0)是接到高电平上的，所以一开始PA0是低电平，才会有上升沿。
相关的资料代码都在这里，作者使用的是正点原子开发板，所以资料是正点原子的。

总结

输入捕获在测量频率的时候用到的，所以我们可以用输入捕获做一个简易示波器，这里作者没有做简易的示波器，因为比较麻烦，作者最近工作太忙，没有来得及做，所以着这里只是提一下，我们可以采用输入捕获，来作为触摸按键的开关确定触摸开关是否按下，那个东西下个文章讲。
代码资料如下：
链接：https://pan.baidu.com/s/1-Arnzh4sAodYidIa-Xj56g
提取码：4pi2