STM32標準庫定時器輸入捕獲
1.輸入捕獲介紹
輸入捕獲為STM32定時器的一個功能，可以用來測量輸入訊號的頻率和佔空比。
具體原理：當輸入訊號經過比較捕獲通道時，STM32會依據通道的極性設定決定是否觸發捕獲中斷TIM_IT_CCx。此時定時器會將當前計數值TIMx->CNT的值儲存在TIMx->CCRx中，透過計算兩次捕獲中斷的時間差便可計算出捕獲的電平時長，由此可計算出輸入訊號的頻率、週期、佔空比等資訊。
在本文中，使用野火指南者開發板，配置TIM2定時器的通道4為輸入通道，TIM3定時器的通道1為輸出通道。
2. 輸入捕獲通道與定時器初始化
需要引用標頭檔案
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_tim.h"
void TIM2_Init() // 定時器2初始化
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); // 使能定時器2的時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 使能GPIOA的時鐘
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 定義GPIO_InitTypeDef型別的結構體
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; // 定義TIM_TimeBaseInitTypeDef型別的結構體
TIM_ICInitTypeDef TIM_IC_nitStructure; // 定義TIM_ICInitTypeDef型別的結構體
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 ; // 選擇通道4的引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 設定通道4為浮空輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 設定引腳速度為50MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOA
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000-1; // 設定定時器2的自動重灌值，計數到1000-1
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720-1; // 設定定時器2的預分頻值，分頻720-1
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 設定時鐘分割
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 設定計數器模式為向上計數
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure); // 初始化定時器2
TIM_IC_nitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_4; // 選擇通道4
TIM_IC_nitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; // 設定通道4的上升沿觸發
TIM_IC_nitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 設定通道4的輸入分頻器
TIM_IC_nitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; // 設定通道4對映到TI4
TIM_IC_nitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; // 設定通道4的濾波器
TIM_ICInit(TIM2,&TIM_IC_nitStructure); // 初始化定時器2的通道4
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 定義NVIC_InitTypeDef結構體變數
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; // 選擇定時器2的中斷通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 設定中斷優先順序
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 設定中斷子優先順序
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能中斷通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 初始化NVIC_InitTypeDef結構體變數
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_CC4 | TIM_IT_Update ,ENABLE); // 使能定時器2的通道4的中斷和更新中斷
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); // 使能定時器2
}
需要注意輸入通道引腳為GPIO_Mode_IN_FLOATING模式，TIM_Period為定時器溢位值。
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TIM_ICInitTypeDef：輸入捕獲通道配置結構體。
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TIM_Channel：輸入通道，可選引數為TIM_Channel_x。
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TIM_ICPolarity：輸入通道極性設定，可選引數為TIM_ICSelection_DirectTI、TIM_ICSelection_IndirectTI、TIM_ICSelection_TRC。
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TIM_ICSelection_DirectTI：將定時器輸入通道1、2、3、4依次對映到IC1、IC2、IC3、IC4。
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TIM_ICSelection_IndirectTI：將定時器輸入通道1、2、3、4依次對映到IC2、IC1、IC4、IC3。
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TIM_ICSelection_TRC：將定時器輸入通道1、2、3、4連線至TRC
我暫時也不知道這個TRC是啥。
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TIM_ICFilter：輸入通道濾波器設定，可選引數為0x0~0xF。決定了多少次邊沿變換會觸發一次輸入捕獲。
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3. 中斷函式編寫
輸入捕獲中斷與定時器中斷共用一箇中斷NVIC。
uint16_t Up_Capture_Cnt,Down_Capture_Cnt,Up_Capture,Up_Capture_Cnt_Temp,Down_Capture;
uint16_t timer_cnt2,timer_cnt1 = 0;
uint16_t Get_State = 0,Get_State1 = 0;
void TIM2_IRQHandler() // 定時器2中斷函式
{
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET) // 定時器2更新中斷
{
timer_cnt1++; // 定時器計數標誌量1每溢位一次加一
timer_cnt2++; // 定時器計數標誌量2每溢位一次加一
if(timer_cnt1 == 10000) // 定時器計數標誌量1溢位時清零
{
timer_cnt1 = 0; // 定時器計數標誌量1清零
}
if(timer_cnt2 == 10000) // 定時器計數標誌量2溢位時清零
{
timer_cnt2 = 0; // 定時器計數標誌量2清零
}
}
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC4) == SET) // 定時器2輸入捕獲中斷
{
switch(Get_State) // 判斷輸入捕獲狀態
{
case 0 :
Up_Capture_Cnt_Temp = Up_Capture_Cnt; // 儲存上一次輸入捕獲通道的值
Down_Capture_Cnt = TIM_GetCapture4(TIM2); // 獲取當前輸入捕獲通道的值
Down_Capture = Down_Capture_Cnt + (timer_cnt2 * 1000) - Up_Capture_Cnt_Temp; // 計算脈衝寬度
timer_cnt1 = 0; // 定時器計數標誌量1清零
timer_cnt2 = 0; // 定時器計數標誌量2清零
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC4); // 清除輸入捕獲通道的中斷標誌位
TIM_OC4PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling); // 設定輸入捕獲通道的極性為下降沿
Get_State = 1; // 設定輸入捕獲通道的狀態為1
break; // 跳出switch語句
case 1:
Up_Capture_Cnt = TIM_GetCapture4(TIM2); // 獲取當前輸入捕獲通道的值
Up_Capture = Up_Capture_Cnt + (timer_cnt1 * 1000) - Down_Capture_Cnt; // 計算脈衝寬度
timer_cnt1 = 0; // 定時器計數標誌量1清零
timer_cnt2 = 0; // 定時器計數標誌量2清零
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC4); // 清除輸入捕獲通道的中斷標誌位
TIM_OC4PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising); // 設定輸入捕獲通道的極性為上升沿
Get_State = 0; // 設定輸入捕獲通道的狀態為0
break; // 跳出switch語句
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update); // 清除定時器溢位中斷標誌位
}
4. 中斷函式程式碼具體邏輯解釋
光看程式碼可能捋不清先後關係，來看下圖就知道了，如圖1所示：
