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STM32之输入捕获以及小小应用（库）

2024-07-02 09:56:56   224人阅读

      五一之际，先祝大家五一快乐、其实快乐很简单，工作的人有假放，学习的人也有假放，像我，有假放才有更多的时间学自己想学的东西、51假期学51，可惜没有32假期呀、好了、、言归正传，大家听过吸星大法吧、、在这里、智商和情商比我高的人估计又知道我要说什么了、、没错了、、今天我们来了解“葵花宝典”第STM32篇之输入捕获，也就是上文所讲的“吸星大法”，

      那输入捕获可以用来干嘛呢？？这个问题问的好，输入捕获可以用来测量脉冲宽度或者测量频率，假如要捕获一个脉冲的高电平脉宽，我们要怎么做呢？？别急哈、、接下来我们从头慢慢的分析到脚、、

      据老夫所知：STM32的输入捕获，就是通过检测通道上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如说突然来个上升沿或者下降沿），计数器就把此刻的计数值存放到对应通道的捕获比较寄存器，就这样、、就捕捉到了“美女”、话是这么说、、可操作起来不仅仅是几句话、因为初始化和对捕获的处理是不一样的、所以，为了做好迎接捕获的准备，我们来介绍下几个比较陌生的位：

       对于定时器的一些寄存器，在之前的博客都有涉及到，如

      TIMx_CR1，

     捕获/比较模式寄存器1(TIMx_CCMR1)，

     捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER)，

     计数器(TIMx_CNT)

     预分频器(TIMx_PSC)

    自动重装载寄存器(TIMx_ARR)

    捕获/比较寄存器1(TIMx_CCR1)

   我们再来看看捕获/比较模式寄存器1(TIMx_CCMR1)，由于我们是用TIM5_CH1，所以该寄存器中

   CC1S[1:0]：捕获/比较1选择 (Capture/Compare 1 selection)我们选择01：CC1通道被配置为输入，IC1映射在TI1上；这个知道为啥是TI1吗？？请看我那销魂美丽的涂鸦：

    这里我们检测高电平的宽度，所以我们检测的时候只要遇到上升沿就触发捕获一次，但是我们要怎么设置呢，请看这几位：

   IC1PSC[1:0]：输入/捕获1预分频器 (Input capture 1 prescaler)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；

  神奇吧，好了，IC1F[3:0]：输入捕获1滤波器 (Input capture 1 filter)（这个就是上图中的输入滤波器，在这里我们不做滤波处理，为什么，请看以下解释）

               在这里解释下：数字滤波器由一个事件计数器组成，它记录到N个事件后会产生一个输出的跳变：这个N可以取值具体参考中文手册，意思是说：我采样高电平，只有连续采样到N个电平是高电平的话我才认为是有效的高电平，低于N个我就认为是无效的、在这篇博客里，我们只要是采样到高电平就行，所以这里就不采用数字滤波。

   我们来看看这个寄存器     捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER)，要使捕获使能，我们就需要设置使能位

     CC1E：输入/捕获1输出使能 (Capture/Compare 1 output enable)为0；

   对于我们输入捕获后要处理的我们交给我们的中断，所以在这里我们要开启中断使能位  

    DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)   CC1IE：允许捕获/比较1中断 (Capture/Compare 1 interrupt enable)为1；

   介绍了以上几位大神，接下来，我们要怎么个思路呢？？==当我们捕获到上升沿时，我们把此时的CNT中的值读出来，然后等待下降沿的到来，这时候要分为两种情况：

  第一：下降沿来了，我们就记录此刻CNT的值，（捕获值）然后重复以上动作

 第二：下降沿没来，可是这时候定时器的计数值已经到了，也就是要溢出了，这时候要特殊处理下，也就是直接把计数值返回

（注：在这里，要注意捕获值跟计数值的差别，他们是不一样的、）至于为什么不一样，大家可以思考思考、、

 所以我们将两次捕获的值相减，（下降沿的值减去上升沿的值）就可以得到高电平的脉宽了、、而这些事，我们都在中断服务函数里处理（中断喔、、想起没？？要做什么知道吧、、注意，这时候有两个中断触发：更新中断和捕获中断，更新中断用来处理定时器计数溢出，捕获中断用来处理捕获事件）

   接下来，我们看看我们具体的实现步骤

     1:开启挂载在ABP1的TIM5时钟，开启挂载在ABP2的GPIOA的时钟，并初始化TIM5和GPIOA，由于这两个初始化前几篇博客有涉及到，故直接贴出代码：

 1           RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
 2           RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);
 3           
 4           KEY_Init(); //IO我已在按键的函数里初始化了
 5           
 6           TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;              
 7           TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;
 8           TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
 9           TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
10           TIM_TimeBaseInit(TIM5, & TIM_TimeBaseStructure);

      2、设置TIM_CH1的输入捕获功能，打开“stm3210x.tim.h”我们可以看到

 1 typedef struct
 2 {
 3 
 4   uint16_t TIM_Channel;      /*!< Specifies the TIM channel.设置通道
 5                                   This parameter can be a value of @ref TIM_Channel */
 6 
 7   uint16_t TIM_ICPolarity;   /*!< Specifies the active edge of the input signal.设置输入信号的有效捕获极性
 8                                   This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Polarity */
 9 
10   uint16_t TIM_ICSelection;  /*!< Specifies the input. 设置映射关系
11                                   This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Selection */
12 
13   uint16_t TIM_ICPrescaler;  /*!< Specifies the Input Capture Prescaler. 设置捕获的分配系数
14                                   This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Prescaler */
15 
16   uint16_t TIM_ICFilter;     /*!< Specifies the input capture filter. 设置数字滤波器的长度
17                                   This parameter can be a number between 0x0 and 0xF */
18 } TIM_ICInitTypeDef;

根据我们以上的了解，我们设置，请看以下代码：

1                 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;     //通道1
2                 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;   //上升沿捕获
3                 TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;  //映射到TI1
4                 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;  //不分频
5                 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;                //不滤波
6                 TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStructure);

     3、设置中断优先级、在这里比较简单，直接看代码：

1         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;                               
2         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
3         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
4         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;    
5         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    4.使能中断并开启定时器

1  
2     TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update | TIM_IT_CC1, ENABLE );      
3             
4      TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);

   5、编写中断服务函数    

 1 u8 TM5_CH1_CAPTURE_STA = 0;//8位0x00~0x80
 2  u16 TM5_CH1_CAPTURE_VAL;  //捕获高电平后定时器溢出的次数
 3 
 4 void TIM5_IRQHandler(void)
 5 {
 6    if((TM5_CH1_CAPTURE_STA & 0x80) == 0 )  //未成功捕获，0x80捕获完成
 7      {
 8       if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) == SET)  //数据更新中断产生
 9             {
10            if(TM5_CH1_CAPTURE_STA & 0x40)     //已经捕获到高电平
11                      {
12                          if((TM5_CH1_CAPTURE_STA & 0x3f)==0x3f)   //­溢出
13                          {
14                           TM5_CH1_CAPTURE_STA |= 0x80;  //强制捕获成功
15                           TM5_CH1_CAPTURE_VAL = 0xffff;  //此时的计数值
16                          }
17                          else
18                          {
19                            TM5_CH1_CAPTURE_STA++; 
20                          }
21                          
22                       }
23              }
24             if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) == SET)//发生捕获
25             {
26         if(TM5_CH1_CAPTURE_STA & 0x40)  //成功捕获到一次下降沿，但不是第一次捕获
27                 {
28                      TM5_CH1_CAPTURE_STA |= 0x80;  //捕获成功
29                       TM5_CH1_CAPTURE_VAL = TIM_GetCapture1(TIM5);//获取捕获值
30                       TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Rising);//要设置为上升沿，等待下降沿的来临
31         }
32                 else  //第一次捕获
33                 {
34                     TM5_CH1_CAPTURE_STA = 0;
35                     TM5_CH1_CAPTURE_VAL = 0;
36                     TIM_SetCounter(TIM5, 0);  //还没等到下降沿来时把所有的都清零
37                     TM5_CH1_CAPTURE_STA |= 0x40;
38                     TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Falling);//要设置成下降沿，等到上升沿的来临
39                  }
40                 
41       }
42    }
43       TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_Update);
44 
45 }

      6、注意红色标注部分，好好理解刚开始说的计数值和捕获值的区别、还有

TIM_SetCounter(TIM5, 0); //设置计数器寄存器值
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5, TIM_ICPolarity_Falling);//设置通道1输入捕获极性
这两个函数是库函数为我们提高的可以单独对通道进行操作的叔叔，非常方便

      7、到这里，我们需要在主函数里稍微写下：

1  if(TM5_CH1_CAPTURE_STA & 0x80)
2          {
3                temp =  (TM5_CH1_CAPTURE_VAL & 0x3f);
4                temp *= 65536; //计数器为0~65535，也就是65536一次
5                temp +=  TM5_CH1_CAPTURE_VAL;
6                printf("HIGH is %d\r\n",temp);
7                TM5_CH1_CAPTURE_STA = 0;//这里因为我们在之前的捕获时，若捕获成功则为1，并没有清楚，所以要进行下一次捕获，在这里则需要清零
8      }

      8、好了，至于我标题说的小应用，也就是把我们上次PWM的输出给这次的输入捕获，大家通过串口就可以看到高电平的脉宽了。当然，在这篇博客的程序里也需要保留上次PWM输出的程序方可、、

      9、大家肚子饿了吧、、吃饭去吧、、

     

      今天五一，还是宅在宿舍学32，也很开心，因为学到了东西、、有假放开心、、有学到知识也开心，即使在学的过程中可能会被烦恼到、、其实快乐也很简单、只是看你怎么把握、、五月的开始、、将继续学stm32、、还有英语六级、、加油、、在这里、有错的地方希望能指教、、我也虚心的向您学习、、

     

 


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