2019年09月23日 | stm32库函数学习篇---通用定时器（输入捕获功能）

实现功能：PA8随意延时驱动led灯闪烁，并且将PA8用杜邦线连接到PA7口，PA7是通用定时器TIM3的2通道，在TIM3_CH2触发中断程序中取反连接到PD2口的led灯，指示中断程序运行，并且每次进入中断后改变触发捕获的极性。实现两个led灯会交替闪烁。

先有必要了解stm32定时器的输入触发模块，如下图：

需要注意的是，一眼望去一个定时器似乎有8个通道，左边四个，右边四个，但其实左边和右边是共用相同的IO引脚，所以名称标注是一模一样。也就是说，每个通用定时器都只有四个独立通道，当某一通道作为了输入触发功能那就不能再作为输出匹配功能。这一点我们也可以从其他地方找到印证。比如TIM_ITConfig（）函数中如下：

Enables or disables the specified TIM interrupts.

Parameters:

我们可以看到此函数TIM_IT参数的取值范围如下：

TIM_IT_Update: TIM update Interrupt source

TIM_IT_CC1: TIM Capture Compare 1 Interrupt source

TIM_IT_CC2: TIM Capture Compare 2 Interrupt source

TIM_IT_CC3: TIM Capture Compare 3 Interrupt source

TIM_IT_CC4: TIM Capture Compare 4 Interrupt source

TIM_IT_COM: TIM Commutation Interrupt source

TIM_IT_Trigger: TIM Trigger Interrupt source

TIM_IT_Break: TIM Break Interrupt source

也就是说每个通道的捕获和比较功能是共用一个中断标志。

stm32定时器输入触发功能其实挺简单的，与AVR单片机几乎一样。就是单片机引脚上一旦出现一个有效边沿（可以配置为上升、下降或者上升下降均触发），那么定时器计数器CNT里面的值就会被相应的Capture/Compare X Register保存下来。这里X可以是1，2，3，4任何一个。并且中断标志位被置位。但是此时TIM的计数寄存器CNT却不管这一事件的发生，继续自己的计数。此功能可以用来测量外部信号的脉宽或者是周期。

对于定时器的时基单元TIM_TimeBaseStructure就不作说明了，在我前面的文章有专门介绍。下面就重点讲解输入触发单元TIM_ICInitStructure。

首先看次结构体原型的定义如下：

typedef struct

{

   uint16_t TIM_Channel;      /*!< Specifies the TIM channel.

                                  This parameter can be a value of @ref TIM_Channel */

   uint16_t TIM_ICPolarity;   /*!< Specifies the active edge of the input signal.

                                   This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Polarity */

   uint16_t TIM_ICSelection;  /*!< Specifies the input.

                                  This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Selection */

   uint16_t TIM_ICPrescaler;  /*!< Specifies the Input Capture Prescaler.

                                   This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Prescaler */

  uint16_t TIM_ICFilter;     /*!< Specifies the input capture filter.

                                   This parameter can be a number between 0x0 and 0xF */

} TIM_ICInitTypeDef;

它一共有5个成员，5个成员具体作用，我们只要看看3.5版本固件库的说明就清楚了。

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_Channel

Specifies the TIM channel. This parameter can be a value of TIM_Channel

其中TIM_Channel的取值范围如下：

TIM_Channel_1.

TIM_Channel_2

TIM_Channel_3

TIM_Channel_4

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICFilter

Specifies the input capture filter. This parameter can be a number between 0x0 and 0xF

说实话这个成员具体作用我没有深入了解，仅仅知道是作为对输入信号的滤波作用，估计是让用户设定用多少个采样时钟来确定最终输入信号，起到滤波作用，避免高频信号干扰，反正不管它了。

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICPolarity

Specifies the active edge of the input signal. This parameter can be a value of TIM_Input_Capture_Polarity

这个就是触发边沿的极性选择了，取值范围如下：

TIM_ICPolarity_BothEdge

TIM_ICPolarity_Rising

TIM_ICPolarity_Falling

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICPrescaler

Specifies the Input Capture Prescaler. This parameter can be a value of TIM_Input_Capture_Prescaler

这个成员是对外部信号进行分频，也即是设置上图中的Prescaler,可以设置为1/2/4/8分频。

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICSelection

Specifies the input. This parameter can be a value of TIM_Input_Capture_Selection

这个成员的作用就必须要对照上面的示意图才能明白。仔细看上面的图，可以发现定时器的4个通道并不是完全独立的，而是1、2一组，3、4一组，同组之间的通道是有联系的。也就是可以出现交叉触发。而TIM_ICSelection就是选择要不要使用交叉来触发，如果不明白可以看固件库的说明文档，如下是此结构体成员的取值范围：

#define TIM_ICSelection_DirectTI   ((uint16_t)0x0001)

TIM Input 1, 2, 3 or 4 is selected to be connected to IC1, IC2, IC3 or IC4, respectively

#define TIM_ICSelection_IndirectTI   ((uint16_t)0x0002)

TIM Input 1, 2, 3 or 4 is selected to be connected to IC2, IC1, IC4 or IC3, respectively.

#define TIM_ICSelection_TRC   ((uint16_t)0x0003)

TIM Input 1, 2, 3 or 4 is selected to be connected to TRC.

也就是说，根据不同的取值，可以讲外部引脚的触发信号连到内部不同的单元，这样就使得单片机更加灵活了。

下面是main.c文件

#include "stm32f10x.h"

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_ICInitTypeDef  TIM_ICInitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

 void delay()

{

u32 i,j;

for(i=0;i<1000;i++)

for(j=0;j<5000;j++)

;

}

 void rcc_cfg()

{

 ;

}

 void gpio_cfg()

{

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;       //随意延时led取反，且将PA8作为触发定时器电平

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;                       //触发中断时，取反PD2

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

  /* TIM3 channel 2 pin (PA.07) configuration */

   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

void nvic_cfg()

{

        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

              /* Enable the TIM3 global Interrupt */

       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断

       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级

       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3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

}

void tim3_cfg()

{

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

   TIM_DeInit(TIM3);

  TIM_InternalClockConfig(TIM3);

  //预分频系数为36000-1，这样计数器时钟为72MHz/36000 = 2kHz

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

  //设置时钟分割

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

  //设置计数器模式为向上计数模式

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  //设置计数溢出大小，每计2000个数就产生一个更新事件

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;

  //将配置应用到TIM2中

  TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);

   //禁止ARR预装载缓冲器

  TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, DISABLE);

 //下面是对 TIM_ICInitStructure的配置

   TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;

   TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

   TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;

   TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;    

   TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;       /*选择输入比较滤波器，滤波设置，经历几个周期跳变认定波形稳定0x0～0xF*/

    TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

  //开启TIM2的中断

  TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_IT_CC2);

  TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_CC2,ENABLE);

  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx外设

}

/**

  * @brief  Main program.

  * @param  None

  * @retval None

  */

int main(void)

{

      rcc_cfg();

      gpio_cfg();

      nvic_cfg();

      tim3_cfg();

  while (1)

  {

    /* Set PA8 */

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, Bit_SET);

       delay();

    /* Reset PA8 */

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, Bit_RESET);

       delay();

  }

}

注意定时器3通道2引脚设置为浮空输入。

下面是stm32f10x_it.c文件

#include "stm32f10x_it.h"

 u8 flag=0;

extern TIM_ICInitTypeDef  TIM_ICInitStructure;

void TIM3_IRQHandler(void)

{

  if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) == SET)

  {

    /* Clear TIM3 Capture compare interrupt pending bit */

    TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);

      //每次进入中断就改变捕获触发方式，且翻转PD2的电平

       if(flag==0)

              {

              flag=1;

              TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling;

              TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

              GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_2, Bit_RESET);

              }

       else

              {

              flag=0;

              TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

              TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

              GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_2, Bit_SET);

              }

   }

}

程序运行后，可以看到板子上两个led灯交替闪烁。

我并没有对捕获值作任何处理，因为我只是测试程序是否能顺利进入捕获中断。