2018年10月05日 | STM32f4输入捕获实验代码

我们来看看 timer.c文件中，我们添加的两个函数的内容：

TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStructure;

//定时器 5通道1 输入捕获配置

//arr：自动重装值(TIM2,TIM5 是 32位的!!)        psc：时钟预分频数

void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure;

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);  //TIM5时钟使能     

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PORTA时钟

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIOA0

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;  //速度 100MHz

  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出

  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; //下拉

  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA0

  GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM5); //PA0复用位定时器5

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自动重装载值

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;  

  TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure);

  TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //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); //初始化 TIM5输入捕获参数

  TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新和捕获中断 

      TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );    //使能定时器 5

       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级2

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;//响应优先级0

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  //IRQ 通道使能

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据指定的参数初始化VIC 寄存器、

}

//捕获状态

//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.

//[6]:0,还没捕获到低电平;1,已经捕获到低电平了.

//[5:0]:捕获低电平后溢出的次数(对于32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)

u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;  //输入捕获状态                 

u32  TIM5CH1_CAPTURE_VAL;  //输入捕获值(TIM2/TIM5是 32位)

//定时器 5中断服务程序    

void TIM5_IRQHandler(void)

{  

    if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获  

  {

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

    {        

      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=0XFFFFFFFF;

        }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;

      }    

    }

    if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获 1发生捕获事件

    {  

      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高电平脉宽

         TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);//获取当前的捕获值.

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

      }else                 //还未开始,第一次捕获上升沿

      {

         TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;  //清空

         TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;

         TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;//标记捕获到了上升沿

         TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );    //使能定时器 5

           TIM_SetCounter(TIM5,0); //计数器清空

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

         TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );    //使能定时器 5

      }         

    }                                 

    }

  TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位

}

此部分代码包含两个函数，其中TIM5_CH1_Cap_Init函数用于 TIM5通道 1的输入捕获设置，其设置和我们上面讲的步骤是一样的，这里就不多说，特别注意：TIM5 是 32 位定时器，所以 arr是u32 类型的。接下来，重点来看看第二个函数。

TIM5_IRQHandler 是 TIM5 的中断服务函数，该函数用到了两个全局变量，用于辅助实现高电平捕获。其中TIM5CH1_CAPTURE_STA，是用来记录捕获状态，该变量类似我们在usart.c里面自行定义的USART_RX_STA 寄存器(其实就是个变量，只是我们把它当成一个寄存器那样来使用)。TIM5CH1_CAPTURE_STA各位描述如表15.3.1所示：

TIM5CH1_CAPTURE_STA

bit7  bit6  bit5~0

捕获完成标志  捕获到高电平标志  捕获高电平后定时器溢出的次数

表15.3.1 TIM5CH1_CAPTURE_STA各位描述

  另外一个变量TIM5CH1_CAPTURE_VAL，则用来记录捕获到下降沿的时候，TIM5_CNT的值。

  现在我们来介绍一下，捕获高电平脉宽的思路：首先，设置TIM5_CH1 捕获上升沿，这在TIM5_Cap_Init函数执行的时候就设置好了，然后等待上升沿中断到来， 当捕获到上升沿中断，此时如果TIM5CH1_CAPTURE_STA的第6 位为 0，则表示还没有捕获到新的上升沿，就先把TIM5CH1_CAPTURE_STA、TIM5CH1_CAPTURE_VAL和计数器值TIM5->CNT 等清零，然后再设置TIM5CH1_CAPTURE_STA的第6 位为1， 标记捕获到高电平， 最后设置为下降沿捕获，等待下降沿到来。如果等待下降沿到来期间，定时器发生了溢出（对 32 位定时器来说，很难溢出） ，就在TIM5CH1_CAPTURE_STA 里面对溢出次数进行计数，当最大溢出次数来到的时候，就强制标记捕获完成（虽然此时还没有捕获到下降沿）。当下降沿到来的时候，先设置TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位为1，标记成功捕获一次高电平，然后读取此时的定时器值到TIM5CH1_CAPTURE_VAL里面，最后设置为上升沿捕获，回到初始状态。

  这样，我们就完成一次高电平捕获了，只要TIM5CH1_CAPTURE_STA的第7位一直为1，那么就不会进行第二次捕获，我们在main函数处理完捕获数据后，将TIM5CH1_CAPTURE_STA置零，就可以开启第二次捕获。

  timer.h头文件内容比较简单，主要是函数申明，这里我们不做过多讲解。   

接下来，我们看看main函数内容

extern u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA;    //输入捕获状态               

extern u32  TIM5CH1_CAPTURE_VAL;  //输入捕获值   

int main(void)

{  

  long long temp=0;   

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2

  delay_init(168);  //初始化延时函数

  uart_init(115200);//初始化串口波特率为115200

    TIM14_PWM_Init(500-1,84-1);  

//84M/84=1Mhz的计数频率计数到500,频率为1M/500=2Khz      

    TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1);//以 84M/84=1Mhz的频率计数  

      while(1)

  {    delay_ms(10);

    TIM_SetCompare1(TIM14,TIM_GetCapture1(TIM14)+1);  

    if(TIM_GetCapture1(TIM14)==300)TIM_SetCompare1(TIM14,0);        

      if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平

    {

      temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;  

      temp*=0XFFFFFFFF;          //溢出时间总和

      temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间

      printf("HIGH:%lld us\r\n",temp);//打印总的高点平时间

      TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;      //开启下一次捕获

    }

  }

}

该 main 函数是在 PWM 实验的基础上修改来的，我们保留了 PWM 输出，同时通过设置TIM5_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1)，将 TIM5_CH1 的捕获计数器设计为 1us 计数一次，并设置重装载值为最大以达到不让定时器溢出的作用（溢出时间为 232-1 us）,所以我们的捕获时间精度为 1us。主函数通过 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位，来判断有没有成功捕获到一次高电平，如果成功捕获，则将高电平时间通过串口输出到电脑。至此，我们的软件设计就完成了。