详解定时器的输入捕获功能

输入捕获就是用定时器检测引脚上的电平时间，可以检测高电平时间和低电平时间，然后可以算引脚上信号的频率和占空比。

基本思路就是利用定时器的输入捕获功能。

定时器捕获到高电平或低电平就会进入捕获中断

例如：

我们要捕获高电平时间

0 设置定时器计数频率和装载值，一般设置1MHz，65535

1 设置定时器捕获为高电平捕获

2 进入捕获中断后，获取CNT计数值或CCRx值，定时器捕获到电平后会把CNT的值保存到CCRx。

设置成低电平捕获。

3 再次进入捕获中断，获取CNT计数值-上次的CNT值=总高电平时间。

设置成高电平捕获。

4 重复2-3即可完成下一次捕获。当然还要考虑溢出的情况，代码里有处理。

下面我写的一个实例：

1 定时器1 PA8产生PWM信号，可改变占空比，检测高电平时间

2 捕获定时器是定时器2，初始化如上例。

3 仿真改变PA8占空比，查看捕获出的高电平时间。

实测：

duty=1000就是高电平维持1000us，

捕获时间也是对应的1000us，一点误差都没有。

代码如下：

//高电平标志
u8  gao_flag=0;
//高电平时间
u32 gao_timer=0;
//捕获成功标志
u8  buhuo_flag=0;
//溢出次数
u8  yichu_c=0;

//定时器 5 中断服务程序
extern "C" void TIM2_IRQHandler(void)
{
 if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
  {

  
  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)  //这个是溢出中断
  {
   //如果已经得到高电平了，CNT溢出了
   if(gao_flag==1)
   {
    
    yichu_c++;  //溢出加1
    
  
   }
   
  }
  
  
 if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获 1 发生捕获事件
 {
    if(0==gao_flag&&buhuo_flag==0) //说明之前没有捕获到高电平
   {
    gao_timer=TIM2->CCR1;  //获取高电平时间

    yichu_c=0;       //溢出清零
    
    gao_flag=1;   //高电平标志
    
    TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling); //改成下降沿捕获
   }
   //再一次进入捕获中断说明是捕获到下降沿了
   else
   {
    if(buhuo_flag==0)   //判断是否捕获成功了，如果捕获成功了就不在捕获了
    {
    
     gao_timer=TIM2->CCR1-gao_timer;  //获取捕获到的高电平时间
     gao_timer+=yichu_c*65536;       //加上溢出时间

     TIM2->CNT=0;         //计数清零
     
     gao_flag=0;                   //高电平标志清零
     
     buhuo_flag=1;              //标志捕获成功了
     
     TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising); //改成上沿捕获
     
     
    }
    
   }

 }
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}

void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
 GPIO_InitTypeDef     GPIO_InitStrue;
   TIM_OCInitTypeDef     TIM_OCInitStrue;
   TIM_TimeBaseInitTypeDef     TIM_TimeBaseInitStrue;
   
   
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);        //使能TIM3和相关GPIO时钟
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);// 使能GPIOB时钟(LED在BP5引脚),使能AFIO时钟(定时器3通道2需要重映射到BP5引脚)
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
   
   GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;     // TIM_CH2
   GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;    // 复用推挽
   GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;    //设置最大输出速度
   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);                //GPIO端口初始化设置
   
 //TIM1->CCMR1&=0xF7F7; //关闭事件更新值
 //TIM1->CCMR1|=0x808; //开启事件更新值

   TIM_TimeBaseInitStrue.TIM_Period=50000;    //设置自动重装载值
   TIM_TimeBaseInitStrue.TIM_Prescaler=71;        //预分频系数
   TIM_TimeBaseInitStrue.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;    //计数器向上溢出
   TIM_TimeBaseInitStrue.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;        //时钟的分频因子，起到了一点点的延时作用，一般设为TIM_CKD_DIV1
   TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStrue);        //TIM3初始化设置(设置PWM的周期)
   
   TIM_OCInitStrue.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;        // PWM模式2:CNT>CCR时输出有效
   TIM_OCInitStrue.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;// 设置极性-有效为高电平
   TIM_OCInitStrue.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;// 输出使能
 
 TIM_OCInitStrue.TIM_Pulse=100;
 
   TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStrue);        //TIM3的通道2PWM 模式设置

   TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);        //使能预装载寄存器
   
   TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);        //使能TIM3
 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);  
 
 TIM1->CCMR1&=0xF7F7; //关闭事件更新值
 
}

void capture_init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_OCInitTypeDef TIM2_OCInitStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能 TIM2 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能 GPIOA 时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0 清除之前设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0 下拉

//初始化定时器 2 TIM2
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx 的时间基数单位

//初始化 TIM2 输入捕获参数

TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端 IC1 映射到 TI1 上
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_CKD_DIV1; //配置输入分频,不分频
TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);




//中断分组初始化
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM2 中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级 2 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //从优先级 0 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化外设 NVIC 寄存器
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);



TIM_Cmd(TIM2,ENABLE );  //使能定时器3

}

u16 duty=1000;

int main(void)

{


  
  serial_init(115200); //串口初始化为 9600
  
  TIM1_PWM_Init(1000,71); //

PAout(1)=1;

  capture_init(0XFFFF,72-1); //以 1Mhz 的频率计数

printf("initrn");



 while(1)
  {
  
  //测试位运算和逻辑运算的速度

  
 PAout(1)=1;

  
  
  
  TIM1->CCR1=duty;
  
   delay_ms(10);
  

 if(buhuo_flag==1)
 {
  printf("HIGH1:%d us rn",gao_timer); //打印总的高点平时间
 
  buhuo_flag=0;  //重新捕获
  
  
 }
 
 PAout(1)=0;
   delay_ms(10);

  }

 
}

审核编辑：汤梓红