stm32定时器输入捕获

　　系统滴答定时器一般用来提供“心跳”作用，而STM32定时器最基本功能也是定时，可以设置不同时间长度的定时。定时器除了最基本的定时功能外，定时器与GPIO有挂钩使得它可以发挥强大的作用，比如可以输出不同频率、不同占空比的方波信号、PWM信号，同时做为输入捕获功能时，可以测量脉冲宽度、实现电容按键检测等等。

　　一、输入捕获概念

　　输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。STM32 的定时器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。 STM32的输入捕获，简单的说就是通过检测 TIMx_CHx （定时器X的通道X）上的 边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT） 存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA 等。

　　本文使用 TIM2_CH1 来捕获高电平脉宽，也就是要先设置输入捕获为上升沿检测，记录发生上升沿的时候 TIM2_CNT 的值。然后配置捕获信号为下降沿捕获，当下降沿到来时，发生捕获，并记录此时的 TIM2_CNT 值。这样，前后两次 TIM2_CNT 之差，就是高电平的脉宽，同时 TIM2 的计数频率我们是知道的，从而可以计算出高电平脉宽的准确时间。

　　至于为什么TIM2_CH1来测量WK_UP的脉宽。。看图：

　　显然，TIM_CH1是连在PA0上的。

　　二、输入捕获流程：

　　例如，要配置向上计数器在T12输入端的上升沿计数，使用下列步骤：

　　1、配置TIMx_CCMR1寄存器CC2S=’01’，配置通道2检测TI2输入的上升沿

　　2、配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2F［3:0］，选择输入滤波器带宽（如果不需要滤波器，保持 IC2F=0000即无滤波器，以fDTS 采样）

　　3、配置TIMx_CCER寄存器的CC2P=’0’，选定上升沿极性

　　4、 配置TIMx_SMCR寄存器的SMS=’111’，选择定时器外部时钟模式1

　　5、 配置TIMx_SMCR寄存器中的TS=’110’，选定TI2作为触发输入

　　6、 设置TIMx_CR1寄存器的CEN=’1’，启动计数器

　　当上升沿出现在TI2，计数器计数一次，且TIF标志被设置。 在TI2的上升沿和计数器实际时钟之间的延时，取决于在TI2输入端的重新同步电路。

　　三、输入捕获程序设计步骤：

　　1）开启 TIM5 时钟和 GPIOA 时钟，配置 PA0 为下拉输入。

　　要使用 TIM5，我们必须先开启 TIM5 的时钟。这里我们还要配置 PA0 为下拉输入，因为 我们要捕获 TIM5_CH1 上面的高电平脉宽，而 TIM5_CH1 是连接在 PA0 上面的。所以要进行GPIO_Init（）;

　　2）初始化 TIM5，设置 TIM5 的 ARR 和 PSC。

　　在开启了 TIM5 的时钟之后，我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来设置输入捕获的自动重装载值和计数频率。这在库函数中是通过 TIM_TimeBaseInit 函数实现的

　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //TDTS = Tck_tim

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM 向上计数模式

　　TIM_TimeBaseInit（TIM5， &TIM_TimeBaseStructure）; //根据指定的参数初始化 Tim5

　　3）设置 TIM5 的输入比较参数，开启输入捕获

　　输入比较参数的设置包括映射关系，滤波，分频以及捕获方式等。这里我们需要设置通道 1 为输入模式，且 IC1 映射到 TI1（通道 1）上面，并且不使用滤波（提高响应速度）器，上升沿捕 获。库函数是通过 TIM_ICInit 函数来初始化输入比较参数的：

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

　　同样，我们来看看参数设置结构体 TIM_ICInitTypeDef 的定义：

　　typedef struct

　　{

　　uint16_t TIM_Channel;　　//用来设置通道

　　uint16_t TIM_ICPolarity;　　//用来设置输入信号的有效捕获极性

　　uint16_t TIM_ICSelection;　　　　//

　　uint16_t TIM_ICPrescaler;

　　uint16_t TIM_ICFilter;

　　} TIM_ICInitTypeDef;

　　参数 TIM_Channel 很好理解，用来设置通道。我们设置为通道 1，为 TIM_Channel_1。

　　参数 TIM_ICPolarit 是用来设置输入信号的有效捕获极性，这里我们设置为 TIM_ICPolarity_Rising，上升沿捕获。

　　同时库函数还提供了单独设置通道 1 捕获极性的函数为：

　　TIM_OC1PolarityConfig（TIM5，TIM_ICPolarity_Falling）;

　　这表示通道 1 为上升沿捕获，我们后面会用到，同时对于其他三个通道也有一个类似的函数， 使用的时候一定要分清楚使用的是哪个通道该调用哪个函数，格式为 TIM_OCxPolarityConfig（）。 参数 TIM_ICSelection 是用来设置映射关系，我们配置 IC1 直接映射在 TI1 上，选择 TIM_ICSelection_DirectTI。

　　参数 TIM_ICPrescaler 用来设置输入捕获分频系数，我们这里不分频，所以选中 TIM_ICPSC_DIV1，还有 2，4，8 分频可选。

　　参数 TIM_ICFilter 设置滤波器长度，这里我们不使用滤波器，所以设置为 0。 配置代码是：

　　TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;

　　TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端 IC1 映射到

　　TI1 上 TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获

　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到

　　TI1 上 TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频，不分频

　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波

　　TIM_ICInit（TIM5， &TIM5_ICInitStructure）;

　　4）使能捕获和更新中断（设置 TIM5 的 DIER 寄存器）

　　因为我们要捕获的是高电平信号的脉宽，所以，第一次捕获是上升沿，第二次捕获时下降沿，必须在捕获上升沿之后，设置捕获边沿为下降沿，同时，如果脉宽比较长，那么定时器就

　　会溢出，对溢出必须做处理，否则结果就不准了。这两件事，我们都在中断里面做，所以必须

　　开启捕获中断和更新中断。

　　这里我们使用定时器的开中断函数 TIM_ITConfig 即可使能捕获和更新中断： 允许更新中断和捕获中断

　　TIM_ITConfig（TIM5，TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1，ENABLE）;

　　5）设置中断分组，编写中断服务函数

　　设置中断分组的方法我们不做讲解，主要是通过函数 NVIC_Init（）来完成。分组完成后，我们还需要在中断函数里面完成数据处理和捕获设置等关键操作，从而实现高电平脉宽统计。在中断服务函数里面，跟以前的外部中断和定时器中断实验中一样，我们在 中断开始的时候要进行中断类型判断，在中断结束的时候要清除中断标志位。使用到的函数在 上面的实验已经讲解过，分别为 TIM_GetITStatus（）函数和 TIM_ClearITPendingBit（）函数。

　　6）使能定时器（设置 TIM5 的 CR1 寄存器）

　　最后，必须打开定时器的计数器开关， 启动 TIM5 的计数器，开始输入捕获。 使能定时器 6 步设置，定时器 5 的通道 1 就可以开始输入捕获了。

　　TIM_Cmd（TIM5，ENABLE）;

　　本实验用到的硬件资源有：

　　1） 指示灯 DS0

　　2） WK_UP 按键

　　3） 串口

　　4） 定时器 TIM3

　　5） 定时器 TIM5

　　我们将捕获 TIM5_CH1（PA0）上的高电平脉宽，通过 WK_UP 按键输入高电平，并从串口打印高电平脉宽。同时我们保留上节的 PWM 输 出，通过用杜邦线连接 PB5 和 PA0，来测量 PWM 输出的高电平脉宽。

timer.h 文件：

timer.c 文件：

main.c文件：

　　TIM5_IRQHandler 是 TIM5 的中断服务函数，该函数用到了两个全局变量，用于辅助实现 高电平捕获。其中 TIM5CH1_CAPTURE_STA，是用来记录捕获状态，该变量类似我们在 usart.c 里面自行定义的 USART_RX_STA 寄存器（其实就是个变量，只是我们把它当成一个寄存器那样 来使用）。另外一个变量 TIM5CH1_CAPTURE_VAL，则用来记录捕获到下降沿的时候，TIM5_CNT的值。

　　现在我们来介绍一下，捕获高电平脉宽的思路：首先，设置 TIM5_CH1 捕获上升沿，这在TIM5_Cap_Init 函数执行的时候就设置好了，然后等待上升沿中断到来，当捕获到上升沿中断， 此时如果 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 6 位为 0，则表示还没有捕获到新的上升沿，就先把 TIM5CH1_CAPTURE_STA、TIM5CH1_CAPTURE_VAL 和 TIM5-》CNT 等清零，然后再设置TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 6 位为 1，标记捕获到高电平，最后设置为下降沿捕获，等待 下降沿到来。如果等待下降沿到来期间，定时器发生了溢出，就在 TIM5CH1_CAPTURE_STA 里面对溢出次数进行计数，当最大溢出次数来到的时候，就强制标记捕获完成（虽然此时还没 有捕获到下降沿）。当下降沿到来的时候，先设置 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位为 1，标 记成功捕获一次高电平，然后读取此时的定时器值到 TIM5CH1_CAPTURE_VAL 里面，最后设置为上升沿捕获，回到初始状态。这样，我们就完成一次高电平捕获了，只要 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位一直为 1，那么就不会进行第二次捕获，我们在 main 函数处理完捕获数据后，将 TIM5CH1_CAPTURE_STA 置零，就可以开启第二次捕获。

　　将程序下载，连接窗口，波特率设置为9600，当给PA0脉冲信号时，即可通过串口显示其脉冲宽度，同时也可以将PB5连接至PA0，即可以测试输出的PWM的宽度。