datasheet

STM32学习笔记一一输入捕获

2019-01-09来源: eefocus 关键字:STM32  输入捕获

1.概述

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 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。


2.思路

高电平捕获: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。



工作过程:通过检测TIMx_CHx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)存放到对应的捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)里面,完成一次捕获。


3.寄存器介绍


3.1 TIMx_ARR 和 TIMx_PSC

这两个寄存器用来设自动重装载值和 TIMx 的时钟分频。 

介绍—->STM32学习笔记一一定时器中断


3.2 TIMx_CCMR1

捕获/比较模式寄存器:各位描述如图:



当在输入捕获模式下使用的时候,对应图 第二行描述,从图中可以看出,TIMx_CCMR1 是针对 2 个通道的配置,低八位[7: 0]用于捕获/比较通道 1 的控制,而高八位[15: 8]则用于捕获/比较通道 2 的控制,因为 TIMx 还有 CCMR2 这个寄存器,可知道CCMR2 是用来控制通道 3 和通道 4。


实验使用TIM2 的捕获/比较通道 1,重点介绍 TIMx_CMMR1 的[7:0]位:



CC1S[1:0]:这两个位用于 CCR1 的通道方向配置, 这里我们设置 IC1S[1:0]=01,即 

是配置为输入,且 IC1 映射在 TI1 上, CC1 即对应 TIMx_CH1。


IC1PSC[1:0]:输入捕获 1 预分频器。这里是 1 次边沿就触发 1 次捕获,所以选择 00 就是了。


IC1F[3:0]:输入捕获 1 滤波器。这个用来设置输入采样频率和数字滤波器长度。其中是定时器的输入频率(TIMxCLK),一般为 72Mhz,而 则是根据 TIMx_CR1 的 CKD[1:0]的设置来确定的,如果 CKD[1:0]设置为 00,那么 。 N 值就是滤波长度,举个简单的例子:假设 IC1F[3:0]=0011,并设置 IC1 映射到通道 1 上,且为上升沿触发,那么在捕获到上升沿的时候,再以 的频率,连续采样到 8 次通道 1 的电平,如果都是高电平,则说明确实是一个有效的触发,就会触发输入捕获中断(如果开启了的话)。这样可以滤除那些高电平脉宽低于 8 个采样周期的脉冲信号,从而达到滤波的效果。这里,我们不做滤波处理,所以设置 IC1F[3:0]=0000,只要采集到上升沿,就触发捕获。


3.3 TIMx_CCER:

捕获/比较使能寄存器,此处使用到这个寄存器的最低 2 位, CC1E 和 CC1P 位。如下图:



3.4 TIMx_DIER:

DMA/中断使能寄存器。



我们同样仅关心它的第 0 位, 该位是更新中断允许位, 当定时器的更新中断, 该位要设置为 1,来允许由于更新事件所产生的中断。


3.5 TIMx_CCR1:

捕获/比较寄存器 1。该寄存器用来存储捕获发生时, TIMx_CNT的值,我们从 TIMx_CCR1 就可以读出通道 1 捕获发生时刻的 TIMx_CNT 值,通过两次捕获(一次上升沿捕获,一次下降沿捕获)的差值,就可以计算出高电平脉冲的宽度。


4. 配置步骤


4.1 开启 TIM2 时钟,配置 PA0 为下拉输入。

要使用 TIM2,我们必须先开启 TIM2 的时钟。这里我们还要配置 PA0 为下拉输入,因为我们要捕获 TIM2_CH1 上面的高电平脉宽,而 TIM2_CH1 是连接在 PA0 上面的。


RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能 TIM2 时钟

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


4.2 初始化 TIM2, 设置 TIM2 的 ARR 和 PSC

在开启了 TIM2 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(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 Tim2


4.3 设置 TIM2 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);


参数设置结构体 TIM_ICInitTypeDef 的定义:



typedef struct

{

uint16_t TIM_Channel;

uint16_t TIM_ICPolarity;

uint16_t TIM_ICSelection;

uint16_t TIM_ICPrescaler;

uint16_t TIM_ICFilter;

} TIM_ICInitTypeDef;


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


参 数 TIM_ICPolarity :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(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling)


这表示通道 1 为上升沿捕获,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,此外,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:


TIM_ICInitTypeDef TIM2_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(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);


4.4 使能捕获和更新中断(设置 TIM2 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:


TIM_ITConfig( TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断和捕获中断

1


4.5 设置中断分组,编写中断服务函数

设置中断分组主要是通过函数 NVIC_Init()来完成。分组完成后,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,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。使用到的函数分别为 : 

TIM_GetITStatus()函数和 TIM_ClearITPendingBit()函数。


if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET){}//判断是否为更新中断

if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判断是否发生捕获事件

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);//清除中断和捕获标志位


4.6 使能定时器(设置 TIM2 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TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器 2通过以上 6 步设置,定时器 2 的通道 1 就可以开始输入捕获了。


5.实现代码


5.1 定时器 2 通道 1 输入捕获配置:


TIM_ICInitTypeDef TIM2_ICInitStructure;


void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)

{

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_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频

TIM2_ICInitStructure.T

[1] [2]

关键字:STM32  输入捕获

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mcu/2019/ic-news010942854.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:STM32学习笔记一一DMA传输
下一篇:SPI专题(二)——STM32驱动FLASH(W25Q64)

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

STM32:STM32库函数配置

stm32 固件库V3.0以上的版本,main等源文件中不再直接包含stm32f10x_conf.h,而是stm32f10x.h,stm32f10x.h则定义了启动设置,以及所有寄存器宏定义,此文件中需要注意的有:使用V3.0以上版本固件库的方法如下:1.选择device(配置函数STM32F10x.h,具体配置方法如下)在STM32F10x.h中有如下代码:#if !defined (STM32F10X_LD) && !defined (STM32F10X_LD_VL) && !defined (STM32F10X_MD) && !defined
发表于 2019-01-17
STM32:STM32库函数配置

STM32:STM32学习记录1:MDK基本数据类型及代码优化

大概一年前开始接触STM32,当时就被它的库函数开发所吸引,但是迫于各种压力放弃了学习,一直在使用所谓稳定的单片机来开发(忍不住要吐槽),现在终于有时间了,开始自己的兴趣之旅喽!!现在网上有各种大牛的经验文档使我受益匪浅,也感谢室友的无私帮助!!!大概看了一下大牛的经验文档,好像没有一个提到MDK的基本数据类型的,自己找找看在MDK的帮助里面有。打开MDK-----help----uVision help----RealView Compiler Reference Guide----C and C++ implementation details----C and C++ implementation
发表于 2019-01-17
STM32:STM32学习记录1:MDK基本数据类型及代码优化

STM32:STM32学习记录5: 外部中断

配置流程:1:系统时钟初始化,包括系统时钟和要开放的IO口或者功能的时钟配置。2:IO口初始化,包括引脚,速率,输入输出模式等。3:NVIC 中断向量配置 ,中断向量基地址和优先级的配置。4:EXTI 中断/事件控制器,使能或失能外部线路,使能的模式(事件请求和中断请求),边沿触发模式,状态等。说明:1:主函数写在main.c中,中断函数写在stm32f10x_it.c 中,找到相应的中断函数(一般都是空白),加入自己的中断代码即可。2:中断函数名在startup_stm32f10x_xx.s中查阅3:清除 EXT13 线路的挂起位  注意此处一定要清除!!!!!!!!在EXTI_PR寄存器中3:NVIC一般配
发表于 2019-01-17

STM32学习记录——printf函数重定位

功能: 重定位printf函数,使printf作为串口打印输出函数。代替usart_send_string()函数步骤: usart.c中包含USART初始化函数 1、USART初始化(使能时钟、使能GPIO、GPIO和USART初始化) 2、打开USART 3、在usart.c中加入如下代码#ifdef __GNUC__     /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf      
发表于 2019-01-17

STM32USART串口调节与printf重定义

首先,printf重定义后可以直接使用printf函数从串口发送数据在usart.c中添加代码:#ifdef __GNUC__  /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf     set to 'Yes') calls __io_putchar() */  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)#else  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int f
发表于 2019-01-17

STM32中使用标准库重定义printf()函数

//重定义函数1PUTCHAR_PROTOTYPE{ /* Place your implementation of fputc here */ /* e.g. write a character to the USART */  USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);   /* 循环等待直到发送结束*/  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)  {}   return ch;}//重定义函数2 int fputc
发表于 2019-01-17

小广播

何立民专栏

单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved