STM32F103定时器输入捕获功能

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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。其中定时器的输入捕获功能如下：

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);
}
复制代码

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!!!\r\n");
    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 s\r\n", 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
        }
    }
}

复制代码

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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