STM32CubeMX学習（5）入力キャプチャ実験

個人学習記録

1.新築

次に、チップモデルを選択します

私が使用している開発ボードは、パンクチャムアトムSTM32F103ZET6コアボードです。

3.時計を設定します

開発ボードは外部水晶ではんだ付けされているので、RCC（リセットおよびコック制御）構成に水晶/セラミック共振子（水晶/セラミック共振子）を選択しました。構成が完了したら、右側のピン配置ビューの関連するピン緑でマークされます。

外部高速クロックの設定が完了したら、実際の状況に応じて[Clock Configuration]オプションを入力し、システムクロックを72 MHzに設定します。設定手順は次のとおりです。最後に、Enterキーを押すと、ソフトウェアが自動的に周波数を調整します。分割および周波数乗算パラメータ。

第4に、デバッグモードを構成します

ST-Linkはシリアルワイヤデバッグモードです。必ず設定してください。！！
M0チップを使用する前は、このモードを設定しなくても問題はありませんでしたが、このモデルでは、シリアルワイヤモードが設定されていない場合、プログラムがST-Linkを介してチップにプログラムされると、チップはST-Link。（後で、プログラムの書き込み/ STMISPツールによる消去の後で通常に戻りました）

5.タイマー（入力キャプチャ）パラメーターの構成

TIM2のチャネル1を入力キャプチャテストチャネルとして使用します。STM32CubeMXはデフォルトでPA0を入力キャプチャのIOポートとして設定します（PA0にはこの多重化機能があり、再マッピングする必要がないため、PA0は自動的にのGPIOとして設定されます。 TIM_CH1）、timerパラメータ設定を次の図に示します（入力キャプチャの構成は変更せずにそのままにして、立ち上がりエッジをデフォルトでキャプチャします）。

周波数分割係数は72-1、つまり72周波数分割（0は1周波数分割、1は2周波数分割など）、TIM2のクロック周波数は72 MHzです（下図では、 APB1タイマークロックは72MHzで、TIM2はAPB1にマウントされています。これを72で割ると、周波数は1MHzになります。これは、1秒あたり1,000,000カウントです。周期は1000-1に設定されています（ここでは1ずつ減らされます。これは、最小カウント値が0であるためです）。これは、完全なタイミングサイクルが1000カウントであることを意味します。タイマーのカウント頻度と組み合わせると、 1回オーバーフローするタイマーは1msです。[周波数は入力キャプチャのキャプチャ周期を決定し、タイミング値は計算の便宜上1000に設定されています]

入力キャプチャは、タイマーの割り込みを開く必要があります。タイムアウトであろうと入力キャプチャであろうと、割り込みを使用する必要があります。

6.Keilプロジェクトを生成します

IDEとプロジェクトのディレクトリと名前を設定します。

管理を容易にするために、各周辺機器のコードを異なる.c /.hファイルに保存します（そうでない場合は、main.cに配置されます）。

以下は、KeilプロジェクトでのTIM2（入力キャプチャ）の初期化のコードです。

/* TIM2 init function */
void MX_TIM2_Init(void)
{
    
    

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 0 */

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {
    
    0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {
    
    0};
  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {
    
    0};

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 1 */
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 72 - 1;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 1000 - 1;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_IC_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
  sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sConfigIC.ICFilter = 0;
  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim2, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 2 */

}

7.割り込み関数はどこに書かれていますか？

標準ライブラリを使用する場合、たとえば、最下位レベルの割り込み処理関数で割り込み処理を記述しますEXTI0_IRQHandler()が、Halライブラリは、割り込みの最下部で必要な操作（割り込みのクリアなど）を「非表示」にするコールバック関数を追加します。 ）。

割り込みの呼び出しシーケンスは次のとおりです（例としてEXTI0を取り上げます）：EXTI0_IRQHandler()—> HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()—> HAL_GPIO_EXTI_Callback()。

TIM2の割り込みサービス機能はでstm32f1xx_it.c定義されてい（STM32CubeMXによって自動的に生成されます）

/**
  * @brief This function handles TIM2 global interrupt.
  */
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    
    
  /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */

  /* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
  /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */

  /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
}

HAL_TIM_IRQHandler()これは、HALライブラリのタイマーの完全な割り込みです。多くのコードが含まれています。ここには示されていません。TIM2カウント値がオーバーフローしたときやその他のイベント（キャプチャなど）が発生したときのことだけを知っておく必要があります。立ち上がり/立ち下がりエッジ信号）、システムは一連の割り込みコールバック関数を実行します。これには、カウントオーバーフローコールバック関数HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()と、使用する入力キャプチャコールバック関数が含まれますHAL_TIM_IC_CaptureCallback()。

8、テスト例

シリアルポートは実験で使用されますが、上記の構成には記載されていません。シリアルポート構成は、STM32CubeMx学習（2）USARTシリアルポート実験を参照できます。

私の実験コードの中核部分は、割り込みコールバック関数です。

// 定时器计数溢出中断处理回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    
    
	if(IC_DONE_FLAG == 0)  // 未完成捕获
	{
    
    
		if(IC_START_FLAG == 1)  // 已经捕获到了高电平
		{
    
    
			IC_TIMES++;  // 捕获次数加一
		}
	}
}

//定时器输入捕获中断处理回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)// 捕获中断发生时执行
{
    
    
	if(IC_DONE_FLAG == 0)  // 未完成捕获
	{
    
    
		if(IC_START_FLAG == 1)  // 原来是高电平，现在捕获到一个下降沿
		{
    
    
			IC_VALUE = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);  // 获取捕获值
			TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1);  // 先清除原来的设置
			TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);// 配置为上升沿捕获
			IC_START_FLAG = 0;  // 标志复位
			IC_DONE_FLAG = 1;  // 完成一次高电平捕获
		}
		else  // 捕获还未开始，第一次捕获到上升沿
		{
    
    
			IC_TIMES = 0;  // 捕获次数清零
			IC_VALUE = 0;  // 捕获值清零
			IC_START_FLAG = 1;  // 设置捕获到了上边沿的标志
			TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1);  // 先清除原来的设置
			TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);// 配置为下降沿捕获
		}
		__HAL_TIM_SET_COUNTER(htim,0);  // 定时器计数值清零
	}
}

完全なmain.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include <stdio.h>

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */


uint32_t IC_TIMES;  // 捕获次数，单位1ms
uint8_t IC_START_FLAG;  // 捕获开始标志，1：已捕获到高电平；0：还没有捕获到高电平
uint8_t IC_DONE_FLAG;  // 捕获完成标志，1：已完成一次高电平捕获
uint16_t IC_VALUE;  // 输入捕获的捕获值

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
    
    
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	
	uint32_t time = 0;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);  //开启TIM2的捕获通道1
  __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);  //使能更新中断
	
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    
    
		HAL_Delay(10);
		
		if(IC_DONE_FLAG == 1)  // 如果完成一次高电平捕获
		{
    
    
			IC_DONE_FLAG = 0;  // 标志清零
			time = IC_TIMES * 1000;  // 脉冲时间为捕获次数 * 1000us
			time += IC_VALUE;  // 加上捕获时间（小于1ms的部分）
			printf("High level: %d us\n", time);
		}
		
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
    
    
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {
    
    0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {
    
    0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    
    
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */


// 定时器计数溢出中断处理回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    
    
	if(IC_DONE_FLAG == 0)  // 未完成捕获
	{
    
    
		if(IC_START_FLAG == 1)  // 已经捕获到了高电平
		{
    
    
			IC_TIMES++;  // 捕获次数加一
		}
	}
}

//定时器输入捕获中断处理回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)// 捕获中断发生时执行
{
    
    
	if(IC_DONE_FLAG == 0)  // 未完成捕获
	{
    
    
		if(IC_START_FLAG == 1)  // 原来是高电平，现在捕获到一个下降沿
		{
    
    
			IC_VALUE = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);  // 获取捕获值
			TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1);  // 先清除原来的设置
			TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);// 配置为上升沿捕获
			IC_START_FLAG = 0;  // 标志复位
			IC_DONE_FLAG = 1;  // 完成一次高电平捕获
		}
		else  // 捕获还未开始，第一次捕获到上升沿
		{
    
    
			IC_TIMES = 0;  // 捕获次数清零
			IC_VALUE = 0;  // 捕获值清零
			IC_START_FLAG = 1;  // 设置捕获到了上边沿的标志
			TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1);  // 先清除原来的设置
			TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);// 配置为下降沿捕获
		}
		__HAL_TIM_SET_COUNTER(htim,0);  // 定时器计数值清零
	}
}
/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
    
    
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
    
    
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
    
    
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

実験効果：

PA0は、開発ボードのボタンに対応します。ボタンをタップすると（押されていない場合）、シリアルポートは、役に立たない高レベルの持続時間を印刷し続けます。これらの役に立たないパルスの持続時間は、約10ミリ秒と非常に近いことを示しています。キーのジッターレベルの持続時間は約10msです。

ボタンを長押ししてから離すと、ボタンを押した時間が印刷されます。たとえば、下図の赤い丸2つのデータの場合、最初の高レベルの持続時間は4.35秒で、 2番目の高レベル持続時間は1.59秒です。