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STM32輸入捕獲模式

作者： 時間：2016-11-26 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。STM32的定時器，除了TIM6和TIM7，其他定時器都有輸入捕獲功能。STM32的輸入捕獲，簡單的說就是通過檢測TIMx_CHx上的邊沿信號，在邊沿信號發(fā)生跳變（比如上升沿/下降沿）的時候，將當(dāng)前定時器的值（TIMx_CNT）存放到對應(yīng)的通道的捕獲/比較寄存（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發(fā)中斷/DMA 等.
例如：我們用到TIM5_CH1來捕獲高電平脈寬，也就是要先設(shè)置輸入捕獲為上升沿檢測，記錄發(fā)生上升沿的時候TIM5_CNT的值。然后配置捕獲信號為下降沿捕獲，當(dāng)下降沿到來時，發(fā)生捕獲，并記錄此時的TIM5_CNT值。這樣，前后兩次TIM5_CNT之差，就是高電平的脈寬，同時TIM5的計數(shù)頻率我們是知道的，從而可以計算出高電平脈寬的準(zhǔn)確時間。
首先TIMx_ARR和TIMx_PSC，這兩個寄存器用來設(shè)自動重裝載值和TIMx的時鐘分頻。
再來看看捕獲/比較模式寄存器1：TIMx_CCMR1，這個寄存器在輸入捕獲的時候，非常有用；TIMx_CCMR1明顯是針對2個通道的配置，低八位[7：0]用于捕獲/比較通道1的控制，而高八位[15：8]則用于捕獲/比較通道2的控制，因為TIMx還有CCMR2這個寄存器，所以可以知道CCMR2是用來控制通道3和通道4（詳見《STM32參考手冊》290頁，14.4.8節(jié)）。
這里用到TIM5的捕獲/比較通道1，我們重點介紹TIMx_CMMR1的[7:0]位（其實高8位配置類似）。
再來看看捕獲/比較使能寄存器：TIMx_CCER；
接下來我們再看看DMA/中斷使能寄存器：TIMx_DIER，我們需要用到中斷來處理捕獲數(shù)據(jù)，所以必須開啟通道1的捕獲比較中斷，即CC1IE設(shè)置為1。
控制寄存器：TIMx_CR1，我們只用到了它的最低位，也就是用來使能定時器的；
最后再來看看捕獲/比較寄存器1：TIMx_CCR1，該寄存器用來存儲捕獲發(fā)生時，TIMx_CNT的值，我們從TIMx_CCR1就可以讀出通道1捕獲發(fā)生時刻的TIMx_CNT值，通過兩次捕獲（一次上升沿捕獲，一次下降沿捕獲）的差值，就可以計算出高電平脈沖的寬度。
使能捕獲和更新中斷（設(shè)置TIM5的DIER寄存器）
因為我們要捕獲的是高電平信號的脈寬，所以，第一次捕獲是上升沿，第二次捕獲時下降沿，必須在捕獲上升沿之后，設(shè)置捕獲邊沿為下降沿，同時，如果脈寬比較長，那么定時器就會溢出，對溢出必須做處理，否則結(jié)果就不準(zhǔn)了。這兩件事，我們都在中斷里面做，所以必須開啟捕獲中斷和更新中斷。
PWM輸入捕獲模式
一、概念理解
PWM輸入捕獲模式時輸入捕獲模式的特例
1、每個定時器有四個輸入通道IC1、IC2、IC3、IC4,且IC1 IC2一組，IC3 IC4一組，并可是設(shè)置管腳和寄存器的對應(yīng)關(guān)系
2、兩個TI輸出映射了兩個ICx信號
3、這兩個ICx信號分別在相反的極性邊沿有效
4、兩個邊沿信號中的一個被選為觸發(fā)信號，并且從模式控制器被設(shè)置成復(fù)位模式
5、當(dāng)觸發(fā)信號來臨時，被設(shè)置成觸發(fā)輸入信號的捕獲寄存器，捕獲“一個PWM周期（即連續(xù)的兩個上升沿或下降沿）”，他等于包含TIM時鐘周期的個數(shù)（即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計數(shù)個數(shù)n）
6、同樣另一個捕獲通道捕獲觸發(fā)信號和下一個相反極性的邊沿信號的計數(shù)個數(shù)m，即（即高電平的周期或低電平的周期）
7、由此可以計算出PWM的時鐘周期和占空比
Frequency=f(TIM時鐘頻率)/n
Duty cycle =（高電平計數(shù)個數(shù)）/n
若m為高電平計數(shù)個數(shù)，則duty cycle=m/n;
若m位低電平計數(shù)個數(shù)，則duty cycle=(n-m)/n
注：因為計數(shù)器為16位，所以一個周期最多計數(shù)65535個，所以測得的最小頻率=TIM時鐘頻率/65535
二、程序設(shè)計
1、程序概述：選擇TIM3作為PWM輸入捕獲。IC2設(shè)置為上升沿，并設(shè)置為有效的觸發(fā)輸入信號，所以IC2的捕獲寄存器捕獲PWM周期01 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘配置
02 RCC_APP2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
03
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);
08
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);
14
15 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道選擇
16 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿觸發(fā)
17 TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對應(yīng)關(guān)系
18 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPSC_DIV1;//輸入預(yù)分頻，意思是控制在多少個輸入周期做一個捕獲，如果輸入的信號頻率沒有變，測得的周期也不會變，比如選擇四分頻，則沒四個輸入周期做一次捕獲，這昂再輸入信號不頻繁的情況下，可以減少軟件被不斷中斷的次數(shù)
19
20 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFiter = 0x0; //濾波設(shè)置，經(jīng)歷幾個周期跳變認(rèn)定波形穩(wěn)定0x0-0xf;
21 TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據(jù)參數(shù)配置TIM外設(shè)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);
26
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 }
41
42 }
43
44 注（一）：若想改變測量的PWM頻率范圍，可將TIM時鐘頻率做分頻處理
45
46 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0～FFFF
47 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5; //時鐘分頻，分頻數(shù)為5+1即6分頻
48 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時鐘分割
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）：定時器TIM的倍頻器X1或X2。在APB分頻為1時，倍頻值為1，否則為2
ICInitStructre結(jié)構(gòu)體的定義
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;
10
11
12
13 TIM_ICMode定義
14 TIM_ICMode_ICAP TIM使用輸入捕獲模式
15 TIM_ICMode_PWM1 TIM使用輸入PWM模式
16
17 TIM_Channel
18 TIMChannel選擇通道
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
23
24 TIM_ICPolarity
25 TIM_ICPolarity輸入活動沿
26 TIM_ICPolarity_Rising TIM輸入捕獲上升沿
27 TIM_ICPolarity_Falling TIM輸入捕獲下降沿
28
29 TIM_ICSelection
30 TIM_ICSelection選擇輸入
31 TIM_ICSelection_DirectTI TIM輸入2，3或4選擇對應(yīng)的IC1或IC2或IC3或IC4相連
32 TIM_ICSelection_IndirectTI TIM輸入2，3或4選的對應(yīng)與IC2或IC1或IC4或IC3相連
33 TIM_ICSelection_TRC TIM輸入2，3或3選擇與TRC相連
34
35 TIM_ICPrescaler
36 TIM_ICPSC_DIV1 TIM捕獲在捕獲輸入行每探測到一個邊沿執(zhí)行一次
37 TIM_ICPS_DIV2 TIM捕獲每2個事件執(zhí)行一次
38 TIM_ICPS_DIV3 TIM捕獲每3個事件執(zhí)行一次
39 TIM_ICPS_DIV4 TIM捕獲每4個事件執(zhí)行一次

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