正點原子stm32F407學習筆記10—

一、輸入捕獲簡介

輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。我們以測量脈寬為例，用一個簡圖來
說明輸入捕獲的原理，如圖所示：
輸入捕獲脈寬測量原理
假定定時器工作在向上計數模式，圖中 t1到t2 時間，就是我們需要測量的高電平時間。測量方法如下：首先設置定時器通道 x 為上升沿捕獲，這樣，t1 時刻，就會捕獲到當前的 CNT 值，然后立即清零 CNT，并設置通道 x為下降沿捕獲，這樣到 t2 時刻，又會發生捕獲事件，得到此時的 CNT 值，記為 CCRx2。這樣，根據定時器的計數頻率，我們就可以算出 t1~t2 的時間，從而得到高電平脈寬。
在 t1~t2 之間，可能產生 N 次定時器溢出，這就要求我們對定時器溢出，做處理，防止高電平太長，導致數據不準確。如上圖所示，t1到t2之間，CNT計數的次數等于：N*ARR+CCRx2，有了這個計數次數，再乘以 CNT 的計數周期，即可得到 t2-t1 的時間長度，即高電平持續時間。

二、操作步驟

本章要實現通過輸入捕獲，來獲取TIM5_CH1(PA0)上面的高電平脈沖寬度，并從串口打印捕獲結果。下面我們介紹庫函數配置上述功能輸入捕獲的步驟：
① 初始化定時器和通道對應IO的時鐘；
② 初始化IO口，模式為復用：GPIO_Init();
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
③設置引腳復用映射:
GPIO_PinAFConfig();
④初始化定時器ARR，PSC
TIM_TimeBaseInit();
⑤初始化輸入捕獲通道
TIM_ICInit();
⑥如果要開啟捕獲中斷，
TIM_ITConfig();
NVIC_Init();
⑦使能定時器：TIM_Cmd();
⑧編寫中斷服務函數：TIMx_IRQHandler();

三、軟件設計

我們將捕獲 TIM5_CH1（PA0）上的高電平脈寬，通過 KEY_UP 按鍵輸入高電平，并從串口打印高電平脈寬。基于上一篇代碼
pwm.c文件：

#include "pwm.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"//TIM14 PWM部分初始化 
//PWM輸出初始化
//arr：自動重裝值
//psc：時鐘預分頻數
void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)
{		 					 //此部分需手動修改IO口設置GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE);  	//TIM14時鐘使能    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); 	//使能PORTF時鐘	GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9復用為定時器14GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;           //GPIOF9GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;        //復用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      //推挽復用輸出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;        //上拉GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);              //初始化PF9TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定時器分頻TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上計數模式TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自動重裝載值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定時器14//初始化TIM14 Channel1 PWM模式	 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //輸出極性:TIM輸出比較極性低TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的參數初始化外設TIM1 4OC1TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM14在CCR1上的預裝載寄存器TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE使能 TIM_Cmd(TIM14, ENABLE);  //使能TIM14										  
}  //              輸入捕獲實驗函數
//
//
TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStructure;//定時器5通道1輸入捕獲配置
//arr：自動重裝值(TIM2,TIM5是32位的!!)
//psc：時鐘預分頻數
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);  	//TIM5時鐘使能    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); 	//使能PORTA時鐘	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIOA0GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//復用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽復用輸出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; //下拉GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA0GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM5); //PA0復用位定時器5TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定時器分頻TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上計數模式TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自動重裝載值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化TIM5輸入捕獲參數TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 	選擇輸入端 IC1映射到TI1上TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕獲TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置輸入分頻,不分頻 TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置輸入濾波器 不濾波TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允許更新中斷 ,允許CC1IE捕獲中斷	TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); 	//使能定時器5NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//搶占優先級3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;		//子優先級3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根據指定的參數初始化VIC寄存器、}
//捕獲狀態
//[7]:0,沒有成功的捕獲;1,成功捕獲到一次.
//[6]:0,還沒捕獲到低電平;1,已經捕獲到低電平了.
//[5:0]:捕獲低電平后溢出的次數(對于32位定時器來說,1us計數器加1,溢出時間:4294秒)
u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;	//輸入捕獲狀態		    				
u32	TIM5CH1_CAPTURE_VAL;	//輸入捕獲值(TIM2/TIM5是32位)
//定時器5中斷服務程序	 
void TIM5_IRQHandler(void)
{ 		    if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲	{if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)//溢出{	     if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了{if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了{TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲了一次TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF;}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;}	 }if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕獲1發生捕獲事件{	if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)		//捕獲到一個下降沿 		{	  			TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲到一次高電平脈寬TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);//獲取當前的捕獲值.TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 設置為上升沿捕獲}else  								//還未開始,第一次捕獲上升沿{TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;			//清空TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;		//標記捕獲到了上升沿TIM_Cmd(TIM5,DISABLE ); 	//關閉定時器5TIM_SetCounter(TIM5,0);TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);		//CC1P=1 設置為下降沿捕獲TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); 	//使能定時器5}		    }			     	    					   }TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中斷標志位
}

pwm.h文件：

#ifndef _TIMER_H
#define _TIMER_H
#include "sys.h"void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc);//新增TIM5_CH1_Cap_Init函數,用于輸入捕獲
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc);#endif```
main.c文件：```c
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "pwm.h"//本實驗代碼放在pwm.c中extern u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA;		//輸入捕獲狀態		    				
extern u32	TIM5CH1_CAPTURE_VAL;	//輸入捕獲值  int main(void)
{ long long temp=0;  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設置系統中斷優先級分組2delay_init(168);  //初始化延時函數uart_init(115200);//初始化串口波特率為115200TIM14_PWM_Init(500-1,84-1);       	//84M/84=1Mhz的計數頻率計數到500,PWM頻率為1M/500=2Khz     TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1); //以1Mhz的頻率計數 while(1){delay_ms(10);TIM_SetCompare1(TIM14,TIM_GetCapture1(TIM14)+1); if(TIM_GetCapture1(TIM14)==300)TIM_SetCompare1(TIM14,0);			 if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)        //成功捕獲到了一次高電平{temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F; temp*=0XFFFFFFFF;		 		         //溢出時間總和temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;		   //得到總的高電平時間printf("HIGH:%lld us\r\n",temp); //打印總的高點平時間TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;			     //開啟下一次捕獲}}
}