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2021年12月30日 | STM32F103定时器输入捕获功能

2021-12-30 来源：eefocus

STM32F103单片机的定时器不仅能输出PWM波，而且还能捕获输入的PWM波。可以通过定时器的捕获功能测量输入PWM波的周期和占空比。

在输入捕获模式下，当检测到ICx信号上相应的边沿后，计数器的当前值被锁存到捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)中。当发生捕获事件时，相应的CCxIF标志(TIMx_SR寄存器)被置1，如果开放了中断或者DMA操作，则将产生中断或者DMA请求。如果发生捕获事件时CCxIF标志已经为高，那么重复捕获标志CCxOF(TIMx_SR寄存器)被置1。写CCxIF=0可清除CCxIF，或读取存储在TIMx_CCRx寄存器中的捕获数据也可清除CCxIF。写CCxOF=0可清除CCxOF。

这里就使用捕获模式测量PWM波形的高电平时长，具体实现原理简单的来说就是，当第一个上升沿到来之后，清空计数器，当第一个下降沿到来之后，此时计数器的值就是高电平的值。

设置代码如下：

void TIM5_Cap_Init(u16 arr, u16 psc)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

//时钟初始化

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

//IO口初始化

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//TIM5初始化

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);

//TIM5输入捕获参数

TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获

TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 配置输入滤波器不滤波

TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStructure);

//中断分组初始化

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update | TIM_IT_CC1, ENABLE);

TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);

}

u8 TIM5CH1_CAP_STA = 0; //输入捕获状态

u16 TIM5CH1_CAP_VAL; //输入捕获值

void TIM5_IRQHandler(void)

{

if((TIM5CH1_CAP_STA & 0x80) == 0)

{

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

{

if(TIM5CH1_CAP_STA & 0x40) //已经捕获到高电平了

{

if((TIM5CH1_CAP_STA & 0x3F) == 0x3F) //高电平太长了

{

TIM5CH1_CAP_STA |= 0x80; //标记成功捕获了一次

TIM5CH1_CAP_VAL = 0xFFFF;

}

else

TIM5CH1_CAP_STA++;

}

if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET) //捕获中断

{

if(TIM5CH1_CAP_STA & 0x40) //下降沿捕获

{

TIM5CH1_CAP_STA |= 0x80; //标记成功捕获一次高电平脉宽

TIM5CH1_CAP_VAL = TIM_GetCapture1(TIM5);

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

}

else //上升沿捕获

{

TIM5CH1_CAP_STA = 0; //清空

TIM5CH1_CAP_VAL = 0;

TIM_SetCounter(TIM5, 0);

TIM5CH1_CAP_STA |= 0x40; //标记捕获到了高电平

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

}

TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update | TIM_IT_CC1);

}

这里使用定时器5的通道1来进行捕获，首先设置通道1为上升沿捕获，当上升沿触发中断之后，清空计数器的值，然后将中断设置为下降沿中断。当下一次下降沿中断触发后，此时的时间就是PWM波的高电平时间，接着再将中断设置为上升沿中断，等待下一次高电平的触发。

每次捕获成功时，在主函数中将高电平时长打印出来。

extern u8 TIM5CH1_CAP_STA; //输入捕获状态

extern u16 TIM5CH1_CAP_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);

uart_init(115200);

LED_Init();

LED0 = 1;

LED1 = 1;

delay_ms(500);

LED0 = 0;

LED1 = 0;

TIM3_PWM_Init(3600-1,0); //不分频。PWM频率=72000000/3600=20Khz PB5输出PWM

TIM5_Cap_Init(0xffff, 72 - 1); //以1Mhz的频率计数 PA0

printf("Input Capture test!!!rn");

while(1)

{

delay_ms(10);

TIM_SetCompare2(TIM3,TIM_GetCapture2(TIM3)+1);

if(TIM_GetCapture2(TIM3)==3600)

TIM_SetCompare2(TIM3,0);

if(TIM5CH1_CAP_STA & 0X80) //成功捕获到了一次上升沿

{

temp = TIM5CH1_CAP_STA & 0X3F;

temp *= 65536; //溢出时间总和

temp += TIM5CH1_CAP_VAL; //得到总的高电平时间

printf("HIGH:%d us %d ms %d srn", temp,temp/1000,temp/1000000); //打印总的高点平时间

TIM5CH1_CAP_STA = 0; //开启下一次捕获

}

定时器3用来产生一个PWM波，然后通过定时器5的捕获功能来测量PWM波的高电平时间。

STM32F103 定时器输入捕获功能

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