深入淺出STM32 定時器輸入捕獲實驗之四路超聲波講解（寄存器版）

輸入捕獲

定時器的輸入捕獲模式可以用來測量脈衝寬度或者測量頻率。本教程通過測量脈衝寬度，實現四路超聲波測量距離的目的。如圖所示：

首先，我們設定定時器工作模式爲向上計數模式，圖中t1-t2時間間隔就是我們需要測量的脈寬時間（即高電平時間）。測量方法如下：
1:設定定時器某通道爲上升沿捕獲，這樣在t1時刻，就會捕獲到當前值CNT值，然後馬上清零，同時設置該通道爲下降沿捕獲，這樣到t2時刻，又發生捕獲事件，得到此時的CNT值,記爲CCRx2。這樣，根據定時器的計數頻率可以算出t1-t2的時間，從而得到高電平脈寬。
2：在t1-t2的時間段裏，有可能發生N次溢出，我們需要對此進一步處理，防止高電平過長，導致數據不準確。因此，CNT計數的次數等於N*ARR+CCRx2，有了這個計數次數，再乘以 CNT 的計數週期，即可得到 t2-t1 的時間長度，即高電平持續時間。輸入捕獲的原理，我們就介紹到這。

超聲測距

超聲測距究竟是什麼高大上的玩意呢？？？超聲測距其實就是通過單片機控制超聲波模塊發出一系列超聲波，當超聲波遇到障礙物時反彈回來，根據聲音在空氣中的傳播速率340m/s，再結合上述所講的方法求得時間t，應用初高中物理知識，即可求解距離。
(驅動超聲波模塊需要給它一個10-20us高電平)

即測量距離=(高電平持續時間（340M/S）)/2*
至於爲啥要除以2，自個慢慢思量啦！！！）
此外，還可以這樣快速計算出距離：
由於，我們算出的高電平時間是以us爲單位，因此我們可以把聲波傳輸速度看成大約爲340M/S，合34,000CM/S。即34,000除以1,000,000CM/US。即爲：0.0340CM/US 換種角度：1/（0.0343 CM/US）即：29.00 US/CM。這就意味着，每290.0US表示10CM的距離。1釐米就是29.00US。但是發送後到接收到回波，聲音走過的是2倍的距離呀。所以實際距離就是1釐米，對應58.0US。
即測量距離=(高電平持續時間/58.0(CM))

超聲測距實現步驟

1.使能定時器時鐘（寄存器APB1ENR/APB2ENR）。
2.使能複用IO口時鐘（寄存器AHB1ENR ）配置相應IO 口，此教成不加以說明，欲想了解翻之前博客。
3.設置重裝載值與預分頻係數（寄存器ARR和PSC）
4.每個通道選擇輸入端，設置爲輸入；配置濾波器於分頻器（CCMR1/CCMR2寄存器）
5.每個通道設置允許捕獲計數器的值到捕獲寄存器中，設置捕獲模式（CCER寄存器），最後開啓捕獲中斷（DIER寄存器），這樣通道配置就完成了。
6.最後，使能捕獲（DIER寄存器）和使能計數器（CR1寄存器），設置中斷分組（MY_NVIC_Init（）；//中斷分組函數）
7.編寫中斷服務函數，距離求解函數（公式）
注：相關寄存器請自行翻閱芯片數據手冊。

程序部分

void TIM4_CapHC_Init(u32 arr,u32 psc)
{
	
				RCC->APB1ENR=1<<2;//使能TIM4時鐘
				RCC->AHB1ENR|=1<<1;
				GPIO_Set(GPIOB,PIN6|PIN7|PIN8|PIN9,GPIO_MODE_AF,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_100M,GPIO_PUPD_PD);
				GPIO_AF_Set(GPIOB,6,2);
				GPIO_AF_Set(GPIOB,7,2);
				GPIO_AF_Set(GPIOB,8,2);
				GPIO_AF_Set(GPIOB,9,2);

				TIM4->ARR=arr;     //設置重裝載值              
				TIM4->PSC=psc;             //預分頻器    
			
//CH1	
				TIM4->CCMR1|=1<<0;       //選擇輸入端 1通道設置爲輸入
        TIM4->CCMR1&=~(15<<4);         //配置爲輸入濾波器，不濾波
        TIM4->CCMR1&=~(3<<2);         //配置輸入分頻，不分頻
        TIM4->CCER|=1<<0;           //允許捕獲計數器的值到捕獲寄存器中      
        TIM4->CCER&=~(1<<1);         //上升沿捕獲
        TIM4->DIER|=1<<1;   //允許捕獲中斷
//CH2       
				TIM4->CCMR1|=1<<8;          //選擇輸入端 2通道設置爲輸入
        TIM4->CCMR1&=~(15<<12);          //配置爲輸入濾波器，不濾波
        TIM4->CCMR1&=~(3<<10);          //配置輸入分頻，不分頻
        TIM4->CCER|=1<<4;         //允許捕獲計數器的值到捕獲寄存器中  
        TIM4->CCER&=~(1<<5);         //上升沿捕獲
        TIM4->DIER|=1<<2;   //允許捕獲中斷
//CH3
				TIM4->CCMR2|=1<<0;          //選擇輸入端 3通道設置爲輸入
        TIM4->CCMR2&=~(15<<4);          //配置爲輸入濾波器，不濾波
        TIM4->CCMR2&=~(3<<2);         //配置輸入分頻，不分頻
        TIM4->CCER|=1<<8;          //允許捕獲計數器的值到捕獲寄存器中  
        TIM4->CCER&=~(1<<9);         //上升沿捕獲
        TIM4->DIER|=1<<3;               //允許捕獲中斷
//CH4	
				TIM4->CCMR2|=1<<8;          //選擇輸入端 3通道設置爲輸入
        TIM4->CCMR2&=~(15<<12);          //配置爲輸入濾波器，不濾波
        TIM4->CCMR2&=~(3<<10);          //配置輸入分頻，不分頻
        TIM4->CCER|=1<<12;          //允許捕獲計數器的值到捕獲寄存器中  
        TIM4->CCER&=~(1<<13);         //上升沿捕獲
        TIM4->DIER|=1<<3;               //允許捕獲中斷    				
        

				TIM4->DIER|=1<<0; 
				TIM4->CR1|=1<<7; 
				TIM4->CR1|=0x01; 
				
				MY_NVIC_Init(2,0,TIM4_IRQn,2);//搶佔2，子優先0，組2

}



/**************************************************************************
函數功能：超聲波回波脈寬讀取中斷
入口參數：無
返回  值：無
**************************************************************************/
u8 TIM4CH1_CAPTURE_STA=0;//通道一
u32 TIM4CH1_CAPTURE_VAL;
u8 TIM4CH2_CAPTURE_STA=0;//通道二
u32 TIM4CH2_CAPTURE_VAL;
u8 TIM4CH3_CAPTURE_STA=0;//通道三
u32 TIM4CH3_CAPTURE_VAL;
u8 TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;//通道四
u32 TIM4CH4_CAPTURE_VAL;
void TIM4_IRQHandler(void)
{ 		    		  			    
	u16 tsr;
	tsr=TIM4->SR;
/*******************************************************************
	
********************************************************************/
	if((TIM4CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲	
				{ 
								if(tsr&0X01)//溢出
								{	    
										if(TIM4CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了
										{
											if((TIM4CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了
											{
												TIM4CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//標記成功捕獲了一次
												TIM4CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
											}else TIM4CH1_CAPTURE_STA++;
										}	 
								}
						   	if(tsr&0x02)//捕獲1發生捕獲事件
				    	{	
											if(TIM4CH1_CAPTURE_STA&0X40)		//捕獲到一個下降沿 		
											{	  			
											TIM4CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲到一次高電平脈寬
											TIM4CH1_CAPTURE_VAL=TIM4->CCR1;	//獲取當前的捕獲值.
											TIM4->CCER&=~(1<<1);			//CC1P=0 設置爲上升沿捕獲
									  	}else  								//還未開始,第一次捕獲上升沿
				   	{
											TIM4CH1_CAPTURE_STA=0;			//清空
											TIM4CH1_CAPTURE_VAL=0;
											TIM4CH1_CAPTURE_STA|=0X40;		//標記捕獲到了上升沿
											TIM4->CNT=0;					//計數器清空
											TIM4->CCER|=1<<1; 				//CC1P=1 設置爲下降沿捕獲
						}		    
					    }			     	    					   
		  }
				
/*************************************************************************/
			 
/*************************************************************************/

	if((TIM4CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲	
			{ 
								if(tsr&0X01)//溢出
								{	    
										if(TIM4CH2_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了
										{
											if((TIM4CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了
											{
												TIM4CH2_CAPTURE_STA|=0X80;//標記成功捕獲了一次
												TIM4CH2_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
											}else TIM4CH2_CAPTURE_STA++;
										}	 
								}
						   	if(tsr&0x04)//捕獲2發生捕獲事件
				    	{	
											if(TIM4CH2_CAPTURE_STA&0X40)		//捕獲到一個下降沿 		
											{	  			
											TIM4CH2_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲到一次高電平脈寬
											TIM4CH2_CAPTURE_VAL=TIM2->CCR2;	//獲取當前的捕獲值.
											TIM4->CCER&=~(1<<5);			//CC1P=0 設置爲上升沿捕獲
									  	}else  								//還未開始,第一次捕獲上升沿
				   	{
											TIM4CH2_CAPTURE_STA=0;			//清空
											TIM4CH2_CAPTURE_VAL=0;
											TIM4CH2_CAPTURE_STA|=0X40;		//標記捕獲到了上升沿
											TIM4->CNT=0;					//計數器清空
											TIM4->CCER|=1<<5; 				//CC1P=1 設置爲下降沿捕獲
						}		    
					   }			     	    					   
		   }
/***************************************************************************************
			 
****************************************************************************************/

	if((TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲	
				{ 
								if(tsr&0X01)//溢出
								{	    
										if(TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了
										{
											if((TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了
											{
												TIM4CH3_CAPTURE_STA|=0X80;//標記成功捕獲了一次
												TIM4CH3_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
											}else TIM4CH3_CAPTURE_STA++;
										}	 
								}
						   	if(tsr&0x08)//捕獲1發生捕獲事件
				    	{	
											if(TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X40)		//捕獲到一個下降沿 		
											{	  			
											TIM4CH3_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲到一次高電平脈寬
											TIM4CH3_CAPTURE_VAL=TIM2->CCR3;	//獲取當前的捕獲值.
											TIM4->CCER&=~(1<<9);			//CC1P=0 設置爲上升沿捕獲
									  	}else  								//還未開始,第一次捕獲上升沿
				   	{
											TIM4CH3_CAPTURE_STA=0;			//清空
											TIM4CH3_CAPTURE_VAL=0;
											TIM4CH3_CAPTURE_STA|=0X40;		//標記捕獲到了上升沿
											TIM4->CNT=0;					//計數器清空
											TIM4->CCER|=1<<9; 				//CC1P=1 設置爲下降沿捕獲
							}		    
					    	}			     	    					   
				}

/***************************************************************************************
			 
****************************************************************************************/

	if((TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲	
				{ 
								if(tsr&0X01)//溢出
								{	    
										if(TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了
										{
											if((TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了
											{
												TIM4CH4_CAPTURE_STA|=0X80;//標記成功捕獲了一次
												TIM4CH4_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
											}else TIM4CH4_CAPTURE_STA++;
										}	 
								}
						   	if(tsr&0x08)//捕獲1發生捕獲事件
				    	{	
											if(TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X40)		//捕獲到一個下降沿 		
											{	  			
											TIM4CH4_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲到一次高電平脈寬
											TIM4CH4_CAPTURE_VAL=TIM2->CCR3;	//獲取當前的捕獲值.
											TIM4->CCER&=~(1<<13);			//CC1P=0 設置爲上升沿捕獲
									  	}else  								//還未開始,第一次捕獲上升沿
				   	{
											TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;			//清空
											TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;
											TIM4CH4_CAPTURE_STA|=0X40;		//標記捕獲到了上升沿
											TIM4->CNT=0;					//計數器清空
											TIM4->CCER|=1<<13; 				//CC4P=1 設置爲下降沿捕獲
							}		    
					    	}			     	    					   
		   }
			 		TIM4->SR&=~(1<<0);//清除中斷標誌
	}

/**************************************************************************
函數功能：超聲波接收回波函數
入口參數：無
返回  值：有
**************************************************************************/
u32 DisT4C1,DisT4C2,DisT4C3,DisT4C4;       //超聲測距  
u8 ReadT4C1_Distane(void)
{   
	
	 PCout(4)=1;
	 delay_us(10);  
	 PCout(4)=0;	
			if(TIM4CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次高電平
			{
			DisT4C1=TIM4CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
			DisT4C1*=65536;					        //溢出時間總和
			DisT4C1+=TIM4CH1_CAPTURE_VAL;		//得到總的高電平時間us
      DisT4C1=DisT4C1/58.0;
			printf("DIST4C1:%d\n",DisT4C1);
			TIM4CH1_CAPTURE_STA=0;			//開啓下一次捕獲
		  }	
			return DisT4C1;			
}




u8 ReadT4C2_Distane(void)
{   
	 PCout(5)=1;
	 delay_us(20);  
	 PCout(5)=0;	
			if(TIM4CH2_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次高電平
			{
			DisT4C2=TIM4CH2_CAPTURE_STA&0X3F;
			DisT4C2*=65536;					        //溢出時間總和
			DisT4C2+=TIM4CH2_CAPTURE_VAL;		//得到總的高電平時間
			DisT4C2=DisT4C2/58.0;
			printf("DIST4C2:%d\n",DisT4C2);
			TIM4CH2_CAPTURE_STA=0;			//開啓下一次捕獲
		  }	
				return DisT4C2;
}

u8 ReadT4C3_Distane(void)
{   
	 PCout(6)=1;
	 delay_us(20);  
	 PCout(6)=0;	
			if(TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次高電平
			{
			DisT4C3=TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X3F;
			DisT4C3*=65536;					        //溢出時間總和
			DisT4C3+=TIM4CH3_CAPTURE_VAL;		//得到總的高電平時間
			DisT4C3=DisT4C3/58.0;
			printf("DIST4C3:%d\n",DisT4C3);
			TIM4CH3_CAPTURE_STA=0;			//開啓下一次捕獲
		  }			
		return DisT4C3;			
}

u8 ReadT4C4_Distane(void)
{   
			PCout(7)=1;
			delay_us(20);  
			PCout(7)=0;	
			if(TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次高電平
			{
			DisT4C4=TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X3F;
			DisT4C4*=65536;					        //溢出時間總和
			DisT4C4+=TIM4CH4_CAPTURE_VAL;		//得到總的高電平時間
			DisT4C4=DisT4C4/58.0;
			printf("DIST4C4:%d\n",DisT4C4);
			TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;			//開啓下一次捕獲
		  }			
		return DisT4C4;			
}

以上僅是輸入捕獲初始化函數，定時器中斷服務函數和距離求解函數，實測可以行得通。大家可以根據自己需求，自行添加或修改代碼應用到實際工程。希望本教程對大家有所幫助，寫得不好或者有誤的地方，歡迎大家指正批評，謝謝大家！！！！

深入淺出STM32 定時器輸入捕獲實驗之四路超聲波講解（寄存器版）

輸入捕獲

超聲測距

超聲測距實現步驟

程序部分

STM8S103系列IO口模擬串口通信（實現真正串口）

ZigBee無線傳感——CC2530單片機定時器1PWM輸出

深入淺出STM32 定時器輸入捕獲實驗之四路超聲波講解（寄存器版）

經典運放電路詳細分析（模擬電子技術）

電賽模擬訓練日誌總結一（直流電機測速裝置項目）

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結