cortex_m3_stm32嵌入式學習筆記(十):輸入捕捉實驗(定時器的輸入捕捉)

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輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。 STM32 的定時器,除了 TIM6 和 TIM7其他定時器都有輸入捕獲功能。 STM32 的輸入捕獲,簡單的說就是通過檢測 TIMx_CHx 上的邊沿信號,在邊沿信號發生跳變(比如上升沿/下降沿)的時候,將當前定時器的值( TIMx_CNT)存放到對應的通道的捕獲/比較寄存器( TIMx_CCRx)里面,完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發中斷/DMA 等。

本章我們用到 TIM2_CH1 來捕獲高電平脈寬,也就是要先設置輸入捕獲為上升沿檢測,記錄發生上升沿的時候 TIM2_CNT 的值。然后配置捕獲信號為下降沿捕獲,當下降沿到來時,發生捕獲,并記錄此時的 TIM2_CNT 值。這樣,前后兩次 TIM2_CNT 之差,就是高電平的脈寬,同時 TIM2 的計數頻率我們是知道的,從而可以計算出高電平脈寬的準確時間。

至于為什么TIM2_CH1來測量WK_UP的脈寬。。看圖:


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顯然,TIM_CH1是連在PA0上的。。

本節實驗是在上節PWM的基礎上改動的

timer.c

#include "timer.h" #include "led.h" #include "sys.h" #include "usart.h" //PWM 輸出初始化 //arr:自動重裝值 //psc:時鐘預分頻數 void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc) {   	 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure; 	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);//   	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  //使能GPIO外設時鐘使能 	                                                                     	     //設置該引腳為復用輸出功能,輸出TIM1 CH2的PWM脈沖波形 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH2 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復用推挽輸出 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  	 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值	 80K 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設置用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值  不分頻 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式 	TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位    	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能 	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //設置待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高 	TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //根據TIM_OCInitStruct中指定的參數初始化外設TIMx    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);	//MOE 主輸出使能	  	TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //CH1預裝載使能	  	 	TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的預裝載寄存器 	 	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM1       } void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) {	  	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時鐘  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //使能GPIOA時鐘 	 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;  //PA0 清除之前設置   	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 輸入   	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);						 //PA0 下拉 	 	//初始化定時器2 TIM2	  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定計數器自動重裝值  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 	//預分頻器    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式 	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位    	//初始化TIM2輸入捕獲參數 	TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 	選擇輸入端 IC1映射到TI1上   	TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕獲   	TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上   	TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置輸入分頻,不分頻    	TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置輸入濾波器 不濾波   	TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure); 	 	//中斷分組初始化 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;  //TIM2中斷 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //先占優先級2級 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //從優先級0級 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能 	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根據NVIC_InitStruct中指定的參數初始化外設NVIC寄存器  	 	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允許更新中斷 ,允許CC1IE捕獲中斷	 	   TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); 	//使能定時器2   } u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //輸入捕獲狀態 //bit7:捕獲完成標志  //bit6:捕獲到高點平標志 //bit5~0:捕獲到高電平后定時器溢出的次數  u32 TIM2CH1_CAPTURE_VAL;//輸入捕獲值 void TIM2_IRQHandler(void) {    	if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲	 	{	   		if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) 		  		{	     			if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了 			{ 				if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了 				{ 					TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//標記成功捕獲了一次 					TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF; 				}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++; 			}	  		} 	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕獲1發生捕獲事件 		{	 			if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)		//捕獲到一個下降沿 		 			{	  			 				TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//標記成功捕獲到一次上升沿 				TIM2CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM2); 		   		TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 設置為上升沿捕獲 			}else  								//還未開始,第一次捕獲上升沿 			{ 				TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;			//清空 				TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0; 	 			TIM_SetCounter(TIM2,0); 				TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X40;		//標記捕獲到了上升沿 		   		TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling);		//CC1P=1 設置為下降沿捕獲 			}		     		}			     	    					     	}       TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中斷標志位   }

前兩個初始化的函數沒什么好說的,看最后那個中斷服務函數。分析一下測量脈沖的原理:

先看一下這個變量

u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //輸入捕獲狀態 //bit7:捕獲完成標志  //bit6:捕獲到高點平標志 //bit5~0:捕獲到高電平后定時器溢出的次數

首先當第一次觸發捕獲中斷的,程序進入中斷服務函數,判斷是否捕獲完成,很顯然還沒完成(因為TIM2CH1_CAPTURE_STA初始值為0),然后進入捕捉中斷服務的if語句

因為在上面的初始化函數中設置的上升沿捕捉,而第一次進來TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40很明顯等于0,這是開始改動捕捉方式,改為下降沿捕捉(對稱式捕捉?。。),最關鍵的是令TIM2CH1_CAPTURE_STA的第6為1,ok等待下一次捕捉中斷觸發就可以算一次完整的捕捉了,當然這里還有一個問題,有可能你在等的時候定時器溢出了。。這時候我們就借助更新中斷(我覺得叫它溢出中斷更形象啊)來統計溢出次數,溢出次數很巧妙的記在了TIM2CH1_CAPTURE_STA的0-5位,但如果時間還長TIM2CH1_CAPTURE_STA的第5位也溢出了怎么辦?。。沒辦法,強制結束本次捕捉吧

timer.h

#ifndef _TIMER_ #define _TIMER_ #include "sys.h" void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc); void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc); #endif

主函數

保留了PWM輸出

#include "led.h" #include "delay.h" #include "usart.h" #include "timer.h" #include "sys.h" extern u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA;  extern u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL; void init(void) { 	NVIC_Configuration(); 	delay_init(); 	uart_init(9600); 	LED_Init(); 	TIM1_PWM_Init(899,0);//PWM頻率80KHz 	TIM2_Cap_Init(0xFFFF,72-1);//以1MHz的頻率計數 } int main(void) { 	u32 temp=0; 	init(); 	while(1) 	{ 		delay_ms(10); 		TIM_SetCompare1(TIM1,TIM_GetCapture1(TIM1)+1); 		if(TIM_GetCapture1(TIM1)==300)TIM_SetCompare1(TIM1,0);		  		if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次高電平 		{ 			temp=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F; 			temp*=65536;					//溢出時間總和 			temp+=TIM2CH1_CAPTURE_VAL;		//得到總的高電平時間 			printf("HIGH:%d usrn",temp);	//打印總的高點平時間  			TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;			//開啟下一次捕獲  		} 	} }

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