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	 > 嵌入式系統 > 設計應用 > STM32輸入捕獲模式
        
    
        

        

        


	
	
	

        
	
        
		
        
			
        STM32輸入捕獲模式
        
						
        
				作者：
				時間：2016-11-26
				來源：網絡

							
				
				
				
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			輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。STM32的定時器，除了TIM6和TIM7，其他定時器都有輸入捕獲功能。STM32的輸入捕獲，簡單的說就是通過檢測TIMx_CHx上的邊沿信號，在邊沿信號發生跳變（比如上升沿/下降沿）的時候，將當前定時器的值（TIMx_CNT）存放到對應的通道的捕獲/比較寄存（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發中斷/DMA 等.
        例如：我們用到TIM5_CH1來捕獲高電平脈寬，也就是要先設置輸入捕獲為上升沿檢測，記錄發生上升沿的時候TIM5_CNT的值。然后配置捕獲信號為下降沿捕獲，當下降沿到來時，發生捕獲，并記錄此時的TIM5_CNT值。這樣，前后兩次TIM5_CNT之差，就是高電平的脈寬，同時TIM5的計數頻率我們是知道的，從而可以計算出高電平脈寬的準確時間。
        首先TIMx_ARR和TIMx_PSC，這兩個寄存器用來設自動重裝載值和TIMx的時鐘分頻。
        再來看看捕獲/比較模式寄存器1：TIMx_CCMR1，這個寄存器在輸入捕獲的時候，非常有用；TIMx_CCMR1明顯是針對2個通道的配置，低八位[7：0]用于捕獲/比較通道1的控制，而高八位[15：8]則用于捕獲/比較通道2的控制，因為TIMx還有CCMR2這個寄存器，所以可以知道CCMR2是用來控制通道3和通道4（詳見《STM32參考手冊》290頁，14.4.8節）。
        這里用到TIM5的捕獲/比較通道1，我們重點介紹TIMx_CMMR1的[7:0]位（其實高8位配置類似）。
        再來看看捕獲/比較使能寄存器：TIMx_CCER；
        接下來我們再看看DMA/中斷使能寄存器：TIMx_DIER，我們需要用到中斷來處理捕獲數據，所以必須開啟通道1的捕獲比較中斷，即CC1IE設置為1。
        控制寄存器：TIMx_CR1，我們只用到了它的最低位，也就是用來使能定時器的；
        最后再來看看捕獲/比較寄存器1：TIMx_CCR1，該寄存器用來存儲捕獲發生時，TIMx_CNT的值，我們從TIMx_CCR1就可以讀出通道1捕獲發生時刻的TIMx_CNT值，通過兩次捕獲（一次上升沿捕獲，一次下降沿捕獲）的差值，就可以計算出高電平脈沖的寬度。 
        使能捕獲和更新中斷（設置TIM5的DIER寄存器）
        因為我們要捕獲的是高電平信號的脈寬，所以，第一次捕獲是上升沿，第二次捕獲時下降沿，必須在捕獲上升沿之后，設置捕獲邊沿為下降沿，同時，如果脈寬比較長，那么定時器就會溢出，對溢出必須做處理，否則結果就不準了。這兩件事，我們都在中斷里面做，所以必須開啟捕獲中斷和更新中斷。
        PWM輸入捕獲模式
        一、概念理解
        PWM輸入捕獲模式時輸入捕獲模式的特例
        1、每個定時器有四個輸入通道IC1、IC2、IC3、IC4,且IC1 IC2一組，IC3 IC4一組，并可是設置管腳和寄存器的對應關系
        2、兩個TI輸出映射了兩個ICx信號
        3、這兩個ICx信號分別在相反的極性邊沿有效
        4、兩個邊沿信號中的一個被選為觸發信號，并且從模式控制器被設置成復位模式
        5、當觸發信號來臨時，被設置成觸發輸入信號的捕獲寄存器，捕獲“一個PWM周期（即連續的兩個上升沿或下降沿）”，他等于包含TIM時鐘周期的個數（即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計數個數n）
        6、同樣另一個捕獲通道捕獲觸發信號和下一個相反極性的邊沿信號的計數個數m，即（即高電平的周期或低電平的周期）
        7、由此可以計算出PWM的時鐘周期和占空比
        Frequency=f(TIM時鐘頻率)/n
        Duty cycle =（高電平計數個數）/n
        若m為高電平計數個數，則duty cycle=m/n;
        若m位低電平計數個數，則duty cycle=(n-m)/n
        注：因為計數器為16位，所以一個周期最多計數65535個，所以測得的最小頻率=TIM時鐘頻率/65535
        二、程序設計
        1、程序概述：選擇TIM3作為PWM輸入捕獲。IC2設置為上升沿，并設置為有效的觸發輸入信號，所以IC2的捕獲寄存器捕獲PWM周期01 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘配置
        02 RCC_APP2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
        03 
        04 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //GPIO配置
        05 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        06 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        07 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
        08 
        09 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //NVIC配置
        10 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannePreemptionPriority = 0;
        11 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
        12 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        13 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
        14 
        15 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道選擇
        16 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿觸發
        17 TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對應關系
        18 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPSC_DIV1;//輸入預分頻，意思是控制在多少個輸入周期做一個捕獲，如果輸入的信號頻率沒有變，測得的周期也不會變，比如選擇四分頻，則沒四個輸入周期做一次捕獲，這昂再輸入信號不頻繁的情況下，可以減少軟件被不斷中斷的次數
        19 
        20 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFiter = 0x0; //濾波設置，經歷幾個周期跳變認定波形穩定0x0-0xf;
        21 TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據參數配置TIM外設信息
        22 TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2);
        23 TIM_SelectMasterSalveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable);
        24 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
        25 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE);
        26 
        27 void TIM3_IRQHandler(void)
        28 {
        29 TIM_CLearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC3);
        30 IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3);
        31 if(IC2Value != 0)
        32 {
        33 DutyCyle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value;
        34 Frequency = 72000000 / IC2Value;
        35 }
        36 else
        37 {
        38 DutyCycle = 0;
        39 Frequency = 0;
        40 }
        41 
        42 }
        43 
        44 注（一）：若想改變測量的PWM頻率范圍，可將TIM時鐘頻率做分頻處理
        45 
        46 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0～FFFF
        47 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5; //時鐘分頻，分頻數為5+1即6分頻
        48 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時鐘分割
        49 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式
        50 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化
        51 注注（二）：定時器TIM的倍頻器X1或X2。在APB分頻為1時，倍頻值為1，否則為2
        ICInitStructre結構體的定義
        01 typedef struct
        02 {
        03 u16 TIM_ICMode;
        04 u16 TIM_Channel;
        05 u16 TIM_ICPolarity;
        06 u16 TIM_ICSelection;
        07 u16 TIM_ICPrescaler;
        08 u16 TIM_ICFilter;
        09 } TIM_ICInitTypeDef;
        10 
        11 
        12 
        13 TIM_ICMode定義
        14 TIM_ICMode_ICAP TIM使用輸入捕獲模式
        15 TIM_ICMode_PWM1 TIM使用輸入PWM模式
        16 
        17 TIM_Channel
        18 TIMChannel選擇通道
        19 TIM_Channel_1 使用TIM通道1
        20 TIM_Channel_2 使用TIM通道2
        21 TIM_Channel_3 使用TIM通道3
        22 TIM_Channel_4 使用TIM通道4
        23 
        24 TIM_ICPolarity
        25 TIM_ICPolarity輸入活動沿
        26 TIM_ICPolarity_Rising TIM輸入捕獲上升沿
        27 TIM_ICPolarity_Falling TIM輸入捕獲下降沿
        28 
        29 TIM_ICSelection
        30 TIM_ICSelection選擇輸入
        31 TIM_ICSelection_DirectTI TIM輸入2，3或4選擇對應的IC1或IC2或IC3或IC4相連
        32 TIM_ICSelection_IndirectTI TIM輸入2，3或4選的對應與IC2或IC1或IC4或IC3相連
        33 TIM_ICSelection_TRC TIM輸入2，3或3選擇與TRC相連
        34 
        35 TIM_ICPrescaler
        36 TIM_ICPSC_DIV1 TIM捕獲在捕獲輸入行每探測到一個邊沿執行一次
        37 TIM_ICPS_DIV2 TIM捕獲每2個事件執行一次
        38 TIM_ICPS_DIV3 TIM捕獲每3個事件執行一次
        39 TIM_ICPS_DIV4 TIM捕獲每4個事件執行一次

        
				
            
                
			
							
        
                
			              
              
            
        
		
        
		
        
		
        
		
        
		
        
			
          
				
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