• stm32-定时器输入捕获

    目录

    一、输入捕获简介

    二、输入捕获框图

    1.定时器总框图

    2.输入捕获框图 

    3.主从触发模式

    三、固件库实现 

    1.定时器测量PWM频率

    2.PWMI模式 

    一、输入捕获简介

    二、输入捕获框图

    1.定时器总框图

     上图可知，四个输入捕获和输出比较共用4个CCR寄存器，且输入捕获和输出比较的CH口是同一个，所以同一个通道同一时间只能使用一种功能

    • 输入滤波器和边沿检测器一旦检测到电平跳变，就会将CNT的值写入CCR中，类似于中断的作用

    2.输入捕获框图 

    分频器：

    滤波器：

    3.主从触发模式

    主模式： 这个主模式的输出可以是PWM，即我的看法是主模式是用来作为其他定时器的输入的，比如我们用定时器1的PWMOC输出作为TIM2的输入捕获波型

    触发源选择和从模式：即触发从模式的方式，比如我们可以用通道1的滤波后的定时器输入作为触发器，来触发从模式的复位，即通道一每接收到一次边沿跳变（具体的高低是我们自己设置的），就会触发从模式CNT清零

    三、固件库实现 

    1.定时器测量PWM频率

    • TIM3用于输出比较产生PWM，TIM4用于输入捕获，只有CH1和CH2有从模式
    • TIM4的配置同TIM3的前面一致，不过TIM4的ARR给到了65536-1 防止溢出时还未检测完频率
    • 初始化输入捕获单元，选上升沿---TIM_ICInit
    • 配置触发源--TIM_SelectInputTrigger
    • 配置从模式为RESET--TIM_SelectSlaveMode
    • 启动定时器，TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//CNT开始自增
    • 在主函数里用库函数设置TIM3的PSC和CRR,初始化的时候TIM3的ARR设置为100-1，这个数字好计算，用库函数读取N(CNT)

    1. #include "bsp_tim.h"
    2.  
    3. //TIM3--CH1--PA6
    4. void TIM3_OC_Config()
    5. {
    6. 	//开启时钟
    7.  
    8. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    9. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启PWM引脚
    10.  
    11. 	//重定义
    12. 	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);
    13. 	//初始化GPIO
    14. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    15. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    16. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽，手册可看
    17. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    18. 	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    19. 	
    20. 	//选择时基单元的时钟-为内部时钟--定时器上电后默认是内部时钟，故不写这一个也行
    21. 	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
    22. 	//初始化时基单元
    23. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    24. 	
    25. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 720-1;//PSC-预分频器
    26. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数 
    27. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100-1;//ARR寄存器-重装载寄存器
    28. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;/*不分频----滤波器的采样频率，可以由内部时钟直接提供，
    29. 																													也可以由内部时钟加一个时钟分频而来，
    30. 																													分频系数就是由TIM_ClockDivision决定*/
    31. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，只有高级定时器才有
    32. 	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);
    33. 	
    34. 	//初始化OC-输出比较结构体
    35. 	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
    36. 	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);//因为结构体里面的成员有些是高级定时器采用得到，所以这里就先全部初始化一遍，然后再配置具体的值
    37. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
    38. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    39. 	//TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 50;//CRR   --设置频率1KHZ，占空比50%，分辨率1%的PWM波型
    40. 	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;//用固件库的一个函数 TIM_SetCompare2 直接配置CRR
    41. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//输出比较极性
    42. 	TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStruct);//CH1通道
    43. 	
    44. 	
    45. 	//启动定时器
    46. 	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
    47.  
    48. }
    49. void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)//设置CRR，即比较值
    50. {
    51. 	TIM_SetCompare1(TIM3,Compare);
    52. }
    53. void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)//设置PSC
    54. {
    55. 	TIM_PrescalerConfig(TIM3,Prescaler,TIM_PSCReloadMode_Immediate);//不使用影子寄存器
    56. }
    57. //TIM4--CH1--PB6
    58. void TIM4_IC_Config()
    59. {
    60. 	//开启时钟
    61. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
    62. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//开启PWM引脚
    63.  
    64. 	//初始化GPIO
    65. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    66. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    67. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    68. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    69. 	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
    70. 	
    71. 	//选择时基单元的时钟-为内部时钟--定时器上电后默认是内部时钟，故不写这一个也行
    72. 	TIM_InternalClockConfig(TIM4);
    73. 	//初始化时基单元
    74. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    75. 	
    76. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72-1;//PSC-预分频器-->fc = 72M/PSC = 1M
    77. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数 
    78. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65536-1;//ARR寄存器-重装载寄存器
    79. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;/*不分频----滤波器的采样频率，可以由内部时钟直接提供，
    80. 																													也可以由内部时钟加一个时钟分频而来，
    81. 																													分频系数就是由TIM_ClockDivision决定*/
    82. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，只有高级定时器才有
    83. 	TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);
    84. 	
    85. 	//初始化输入捕获单元
    86. 	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
    87. 	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//输入通道
    88. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿
    89. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直连通道 ，不交叉
    90. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//不分频--每次触发都有效
    91. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0xF;//滤波器参数
    92. 	TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStruct);
    93. 	
    94. 	//配置触发源
    95. 	TIM_SelectInputTrigger(TIM4,TIM_TS_TI1FP1);
    96. 	//配置从模式为RESET
    97. 	TIM_SelectSlaveMode(TIM4,TIM_SlaveMode_Reset);
    98. 	//启动定时器
    99. 	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//CNT开始自增
    100.  
    101. }
    102.  
    103. uint32_t IC_Get_Freq(void)
    104. {
    105. 	return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM4)+1);//fc/N   fc = 1M-->我们在上方配置的PSC为72-1
    106. 											//这里加1是为了凑整，--->不然测出来是1001
    107. 											//未连接PB6和PA6的时候是1000000是因为CRR1寄存器复位值为0，0+1=1 所以1M/1=1M
    108. }
    1. int main()
    2. {
    3. 	OLED_Init();
    4. 	USART_Config();
    5. 	TIM3_OC_Config();
    6. 	TIM4_IC_Config();
    7. 	//配置TIM3的输出PWM频率和占空比				//CK_PSC = 72M   ARR+1 已经配置好了是100
    8. 	PWM_SetPrescaler(720-1);		//Freq = CK_PSC / (PSC+1)/(ARR+1)
    9. 	PWM_SetCompare1(50); 				//占空比 Duty = CCR /(ARR+1)
    10. 	//此时Freq = 72000000/720/100 = 1000
    11. 	while(1)
    12. 	{
    13. 		i = IC_Get_Freq();
    14. 		OLED_ShowNum(1,1,i,7);
    15. 	}
    16. }

    2.PWMI模式 

    PA6提供PWM
    PB6接收PWM
    接收的时候分两个通道接收，通道一接收频率，通道二接收占空比
    --因为一个CCR寄存器只能接收一种数据
    占空比 = 高电平时间/总时间，只用一个CCR无法测量
    所以把CCR2当做测量高电平时间的工具
    相当于把PWM信号通过CH1的通道输入到两个CCR中，所以最后只用测CH1的PWM就行
    通道一上升沿
    通道二下降沿
    选CH1的RESET，->选中的触发输入(TRGI)的上升沿重新初始化计数器，并且产生一个更新寄存器的信号。
    所以CCR1是上升沿->上升沿，即整个PWM
    CCR2是从下降沿->上升沿
    所以Duty = CCR2/CCR1

    TIM_PWMIConfig()

    使用这个函数可快速配置通道二，其原理就是用if语句判断当前已经配置好的通道，然后进行另一个通道的反向配置 

    1. #include "bsp_tim.h"
    2.  
    3. //TIM3--CH1--PA6
    4. void TIM3_OC_Config()
    5. {
    6. 	//开启时钟
    7.  
    8. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    9. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启PWM引脚
    10.  
    11. 	//重定义
    12. 	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);
    13. 	//初始化GPIO
    14. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    15. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    16. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽，手册可看
    17. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    18. 	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    19. 	
    20. 	//选择时基单元的时钟-为内部时钟--定时器上电后默认是内部时钟，故不写这一个也行
    21. 	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
    22. 	//初始化时基单元
    23. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    24. 	
    25. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 720-1;//PSC-预分频器
    26. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数 
    27. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100-1;//ARR寄存器-重装载寄存器
    28. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;/*不分频----滤波器的采样频率，可以由内部时钟直接提供，
    29. 																													也可以由内部时钟加一个时钟分频而来，
    30. 																													分频系数就是由TIM_ClockDivision决定*/
    31. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，只有高级定时器才有
    32. 	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);
    33. 	
    34. 	//初始化OC-输出比较结构体
    35. 	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
    36. 	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);//因为结构体里面的成员有些是高级定时器采用得到，所以这里就先全部初始化一遍，然后再配置具体的值
    37. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
    38. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    39. 	//TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 50;//CRR   --设置频率1KHZ，占空比50%，分辨率1%的PWM波型
    40. 	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;//这里的CRR就不需要了，用固件库的一个函数 TIM_SetCompare2 直接配置CRR
    41. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//输出比较极性
    42. 	TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStruct);//CH1通道
    43. 	
    44. 	
    45. 	//启动定时器
    46. 	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
    47.  
    48. }
    49. void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)//设置CRR，即比较值
    50. {
    51. 	TIM_SetCompare1(TIM3,Compare);
    52. }
    53. void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)//设置PSC
    54. {
    55. 	TIM_PrescalerConfig(TIM3,Prescaler,TIM_PSCReloadMode_Immediate);//不使用影子寄存器
    56. }
    57. //TIM4--CH1--PB6-频率
    58. // 			CH2--PB7-占空比	
    59. void TIM4_IC_Config()
    60. {
    61. 	//开启时钟
    62. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
    63. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//开启PWM引脚
    64.  
    65. 	//初始化GPIO
    66. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    67. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    68. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    69. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    70. 	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
    71. 	
    72. 	//选择时基单元的时钟-为内部时钟--定时器上电后默认是内部时钟，故不写这一个也行
    73. 	TIM_InternalClockConfig(TIM4);
    74. 	//初始化时基单元
    75. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    76. 	
    77. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72-1;//PSC-预分频器-->fc = 72M/PSC = 1M
    78. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数 
    79. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65536-1;//ARR寄存器-重装载寄存器
    80. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;/*不分频----滤波器的采样频率，可以由内部时钟直接提供，
    81. 																													也可以由内部时钟加一个时钟分频而来，
    82. 																													分频系数就是由TIM_ClockDivision决定*/
    83. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，只有高级定时器才有
    84. 	TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);
    85. 	
    86. 	//初始化输入捕获单元
    87. 	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
    88. 	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//输入通道
    89. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿
    90. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直连通道 ，不交叉
    91. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//不分频--每次触发都有效
    92. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0xF;//滤波器参数
    93. 	TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStruct);
    94. 	
    95. 	TIM_PWMIConfig(TIM4,&TIM_ICInitStruct);//由该函数的具体实现可知，我们上面配置的通道一，该函数就会给我们配置成通道二和应该更改的参数
    96. 	//作用同下
    97. 	/*
    98. 	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_2;//输入通道
    99. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling;//下降沿
    100. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_IndirectTI;//交叉
    101. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//不分频--每次触发都有效
    102. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0xF;//滤波器参数
    103. 	TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStruct);
    104. 	*/
    105. 	
    106. 	//配置触发源
    107. 	TIM_SelectInputTrigger(TIM4,TIM_TS_TI1FP1);
    108. 	//配置从模式为RESET
    109. 	TIM_SelectSlaveMode(TIM4,TIM_SlaveMode_Reset);//选中的触发输入(TRGI)的上升沿重新初始化计数器，并且产生一个更新寄存器的信号。--SMCR_SMS
    110. 	TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM4,TIM_MasterSlaveMode_Enable);//使能主从模式--SMCR_MSM
    111. 	//启动定时器
    112. 	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//CNT开始自增
    113.  
    114. }
    115.  
    116. float IC_Get_Freq(void)
    117. {
    118. 	return 1000000 / (float)(TIM_GetCapture1(TIM4)+1);//fc/N   fc = 1M
    119. 																		//这里加1是为了凑整，--->不然测出来是1001
    120. 																		//未连接PB6和PA6的时候是1000000是因为CRR1寄存器复位值为0，0+1=1 所以1M/1=1M
    121. }
    122. float IC_Get_Duty(void)
    123. {
    124. 	return (float)(100*(1+TIM_GetCapture2(TIM4)))/(1+TIM_GetCapture1(TIM4));//*100->为了显示的是整数，各加一是为了看着舒服
    125. }
    126.  
    127.  
    128.  
    129.  
    130.  
    131.  
    132.  
    133.  
    134.  
    1. int main()
    2. {
    3. 	OLED_Init();
    4. 	USART_Config();
    5. 	TIM3_OC_Config();
    6. 	TIM4_IC_Config();
    7. 	//配置TIM3的输出PWM频率和占空比				//CK_PSC = 72M   ARR+1 已经配置好了是100
    8. 	PWM_SetPrescaler(720-1);		//Freq = CK_PSC / (PSC+1)/(ARR+1)
    9. 	PWM_SetCompare1(50); 				//占空比 Duty = CCR /(ARR+1)
    10. 	//此时Freq = 72000000/720/100 = 1000
    11. 	while(1)
    12. 	{
    13. 		i = IC_Get_Freq();
    14. 		j = IC_Get_Duty();
    15. 		OLED_ShowNum(1,1,i,7);
    16. 		OLED_ShowNum(3,1,j,3);
    17. 	}
    18. }

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/2301_79330491/article/details/136661000