STM32定時器輸入捕獲

通用定時器作爲輸入捕獲的使用。我們將用 TIM5 的通道 1 （PA0）來做輸入捕獲，捕獲 PA0 上高電平的脈寬（用 WK_UP 按鍵輸入高電平），通過串口打印高電平脈寬時間

輸入捕獲簡介

輸入捕獲模式可以用來測量脈衝寬度或者測量頻率。 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/比較寄存器（TIMx_CCRx）裏面，完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發中斷/DMA 等。

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爲上升沿檢測，記錄發生上升沿的時候 TIM5_CNT 的值。然後配置捕獲信號爲下降沿捕獲，當下降沿到來時，發生捕獲，並記錄此時的 TIM5_CNT 值。這樣，前後兩次 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。

輸入捕獲的配置步驟：

1）開啓 TIM5 時鐘和 GPIOA 時鐘，配置 P A0 爲下拉輸入。

要使用 TIM5，我們必須先開啓 TIM5 的時鐘。這裏我們還要配置 P A0 爲下拉輸入，因爲我們要捕獲 TIM5_CH1 上面的高電平脈寬，而 TIM5_CH1 是連接在 PA0 上面的。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);  //使能 TIM5 時鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能 GPIOA 時鐘

2）初始化 TIM5,設置 TIM5 的 ARR 和 PSC。

在開啓了 TIM5 的時鐘之後，我們要設置 ARR 和 PSC 兩個寄存器的值來設置輸入捕獲的自動重裝載值和計數頻率。 這在庫函數中是通過 TIM_TimeBaseInit 函數實現的

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　　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定計數器自動重裝值
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設置預分頻值
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //
TDTS = Tck_tim
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM
向上計數模式
　　　TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);

3）設置 TIM5 的輸入比較參數，開啓輸入捕獲

輸入比較參數的設置包括映射關係，濾波,分頻以及捕獲方式等。這裏我們需要設置通道 1爲輸入模式，且 IC1 映射到 TI1(通道 1)上面，並且不使用濾波（提高響應速度）器，上升沿捕獲。庫函數是通過 TIM_ICInit 函數來初始化輸入比較參數的：

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct)；

同樣，我們來看看參數設置結構體 TIM_ICInitTypeDef 的定義：

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　　　typedef struct
　　　{
　　　    uint16_t TIM_Channel; //設置通道
　　　    uint16_t TIM_ICPolarity; //設 置 輸 入 信 號 的 有效 捕獲 極性
　　　    uint16_t TIM_ICSelection; //設置映射關係
　　　    uint16_t TIM_ICPrescaler; //設置 輸入捕獲分頻係數
　　　    uint16_t TIM_ICFilter; //設置濾波器長度
　　　} TIM_ICInitTypeDef;

配置代碼是：

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　　　TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
　　　TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //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);

4）使能捕獲和更新中斷（設置 TIM5 的 DIER 寄存器）

因爲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後，設置捕獲邊沿爲下降沿，同時，如果脈寬比較長，那麼定時器就會溢出，對溢出必須做處理，否則結果就不準了。這兩件事，我們都在中斷裏面做，所以必須開啓捕獲中斷和更新中斷。 

這裏我們使用定時器的開中斷函數 TIM_ITConfig 即可使能捕獲和更新中斷：

TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允許更新中斷和捕獲中斷

5）設置中斷分組，編寫中斷服務函數

設置中斷分組主要是通過函數 NVIC_Init()來完成。分組完成後，我們還需要在中斷函數裏面完成數據處理和捕獲設置等關鍵操作，從而實現高電平脈寬統計。在中斷服務函數裏面，跟以前的外部中斷和定時器中斷實驗中一樣，我們在中斷開始的時候要進行中斷類型判斷，在中斷結束的時候要清除中斷標誌位。使用到的函數分別爲 TIM_GetITStatus()函數和 TIM_ClearITPendingBit()函數。

if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET){}//判斷是否爲更新中斷

if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判斷是否發生捕獲事件

TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);//清除中斷和捕獲標誌位

6）使能定時器（設置 TIM5 的 CR1 寄存器） 

最後，必須打開定時器的計數器開關，  啓動 TIM5 的計數器，開始輸入捕獲。 

TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );    //使能定時器 5

例程：

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#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"

/**
 * 定時器5通道1輸入捕獲配置
 */
 void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);    /*使能TIM5時鐘*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); /*使能GPIOA時鐘*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; /**/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; /*PA0
輸入*/
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); /*PA0
下拉*/

    /*初始化定時器5 TIM5*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; /*設定計數器自動重裝值
*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; /*預分頻器
*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; /*設置時鐘分割:TDTS
= Tck_tim*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /*TIM向上計數模式*/
    TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure); /*根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位*/

    /* 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 = 0; /*IC1F=0000
配置輸入濾波器 不濾波*/
    TIM_ICInit(TIM5,&TIM5_ICInitStructure);

    /*中斷分組初始化*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;    /*TIM5中斷*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; /*先佔優先級2級*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; /*從優先級0級*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /*IRQ通道被使能*/
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    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5*/
}

u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;    //輸入捕獲狀態
u16    TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //輸入捕獲值

/**
 * 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)
        {
            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=0XFFFF;
                }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
            }
        }

        if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_CC1) !=RESET)
        {
            if(TIM5CH1_CAPTURE_STA & 0x40)
            {
                TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;        //標記成功捕獲到一次上升沿
                TIM5CH1_CAPTURE_VAL = TIM_GetCounter(TIM5);
                TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0
設置爲上升沿捕獲
            }
            else
            {
                TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;            //清空
                TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;

                TIM_SetCounter(TIM5,0);
                TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;        //標記捕獲到了上升沿
                TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);        //CC1P=1
設置爲下降沿捕獲
            }
        }

    }
    TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); /*清除中斷標誌位*/
}

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extern u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA;        //輸入捕獲狀態
extern u16    TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //輸入捕獲值
 int main(void)
 {
     u32 temp=0;
    delay_init();          //延時函數初始化
    NVIC_Configuration();      //設置NVIC中斷分組2:2位搶佔優先級，2位響應優先級
    uart_init(9600);     //串口初始化爲9600
     LED_Init();             //LED端口初始化

     TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1);    //以1Mhz的頻率計數
       while(1)
    {
         delay_ms(10);

         if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次上升沿
        {
            temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
            temp*=65536;//溢出時間總和
            temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到總的高電平時間
            printf("HIGH:%d us\r\n",temp);//打印總的高點平時間
            TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;//開啓下一次捕獲
        }
    }
 }