原理解析

定时器输入捕获一般应用在两个方面，一个方面是脉冲跳变沿时间测量，另一方面是 PWM输入测量。下面将要使用就是测量脉冲跳变沿时间。

脉宽/频率测量示意图

测量频率

当捕获通道TIx上出现上升沿时，发生第一次捕获，计数器CNT的值会被锁存到捕获寄存器CCR中，而且还会进入捕获中断，在中断服务程序中记录一次捕获（可以用一个标志变量来记录)，并把捕获寄存器中的值读取到 value1中。当出现第二次上升沿时，发生第二次捕获，计数器CNT的值会再次被锁存到捕获寄存器CCR 中，并再次进入捕获中断在捕获中断中，把捕获寄存器的值读取到value3中，并清除捕获记录标志。利用value3和value1的差值我们就可以算出信号的周期。也就是说：
$\frac {总频}{value3-value1}$

占空比测量

当捕获通道TIx上出现上升沿时，发生第一次捕获，计数器CNT的值会被锁存到捕获寄存器CCR中，而且还会进入捕获中断，在中断服务程序中记录一次捕获（可以用一个标志变量来记录)，并把捕获寄存器中的值读取到 valuel中。然后把捕获边沿改变为下降沿捕获，目的是捕获后面的下降沿。当下降沿到来的时候，发生第二次捕获，计数器CNT的值会再次被锁存到捕获寄存器CCR中，并再次进入捕获中断，在捕获中断中，把捕获寄存器的值读取到value3中，并清除捕获记录标志。然后把捕获边沿设置为上升沿捕获。这时：
$占空比=\frac{value2-value1}{value3-value1} *100\%$
在测量脉宽过程中需要来回的切换捕获边沿的极性，如果测量的脉宽时间比较长，定时器就会发生溢出，溢出的时候会产生更新中断，我们可以在中断里面对溢出进行记录处理。

代码实现

由于近期在使用蓝桥杯嵌入式比赛的STM32G431开发板，此处就以其作为例子。
CubMX的配置
此处使用的是定时器3的通道1.
在这里插入图片描述
定时器中断采集频率

为了计算方便，可以从0开始计时直到第一次上升沿为止。

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM3)
	{
		//读取定时器的计数值
		crrl_t = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);
		//将定时器的计数值设置成0
		__HAL_TIM_SetCounter(htim,0);
		//计算频率
		frd = (80000000/80)/crrl_t;
		//重新开启定时器
		HAL_TIM_IC_Start_IT(htim,TIM_CHANNEL_1);
	}
}

定时器中断采集占空比

//记录定时器上升沿 下降沿计数值
struct date
{
	//记录计数值  偶数为上升沿 计数的下降沿
	uint32_t count[3];
	//用于记录当前应该是上升沿触发还是下将沿触发
	char edge_flag;
	//记录数据采集数量
	int number;
};
struct date date;

//本次为上升沿触发
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM3)
	{
		//本次为上升沿触发
		if(date.edge_flag%2==0)
		{
			//获取本次上升沿计数值
			date.count[date.number++] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);
			//采集一次下降沿、两次上升沿数据完成
			if(date.number == 3)
			{
				dutyCicle = (((date.count[1]-date.count[0])*1.0)/(date.count[2]-date.count[0]))*100;
				//将定时器的计数值设置成0
				__HAL_TIM_SetCounter(htim,0);
				__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); 
				//重新开启定时器
				HAL_TIM_IC_Start_IT(htim,TIM_CHANNEL_1);
				date.edge_flag = 0;
				date.number = 0;
			}
			else
			{				
				__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); 
				//将下次触发方式设置为下降沿触发
				date.edge_flag += 1;
			}
		}
		//下降沿触发
		else
		{
			//读取本轮的计数值
			date.count[date.number++] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);
			//修改触发方式为上升沿触发
			__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); 
			date.edge_flag += 1;				
		}	
	}
}