STM32高级控制定时器（STM32F103）：输入捕获模式

news2024/9/19 10:57:46

概述

1 输入捕获模式

1.1 原理介绍

1.2 实现步骤

1.3 发生输入捕获流程

2 使用STM32Cube配置工程

2.1 软件环境

2.2 配置参数

2.3 生成项目文件

3 功能实现

3.1 PWM调制占空比函数

3.2 应用函数库

4 测试

4.1 功能框图

4.2 运行结果

源代码下载地址：

stm32-f103-rct6-输入捕获测试代码资源-CSDN文库

概述

本文主要介绍STM32高级定时器的用法至输入捕获功能，该功能可用于捕捉外部输入信号的频率。笔者通过详细的案例介绍这个功能，包括理论知识，实现原理，以及如何使用STM32Cube配置基本的参数，编写实用代码，实现捕捉频率当的功能。

1 输入捕获模式

1.1 原理介绍

在输入捕获模式下，捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）用于锁存在由相应的ICx信号检测到的转变之后的计数器的值。当发生捕获，相应的CCXIF标志（TIMx_SR寄存器）被设置，并且中断或
如果它们被启用，则可以发送DMA请求。如果在CCxIF标志为则过捕获标志CCxOF（TIMx_SR寄存器）被设置。CCxIF可以是软件通过将其写入“0”或读取存储在中的捕获数据来清除TIMx_CCRx寄存器。CCxOF在写入“0”时被清除。

1.2 实现步骤

以下示例显示如何在TI1时捕获TIMx_CCR1中的计数器值投入增加。要执行此操作，请使用以下步骤：

1）选择激活输入：TIMx_CCR1必须连接到TI1输入，因此写入CC1S位到TIMx_ CCMR1寄存器中的01。一旦CC1S变得与00不同，通道被配置在输入端并且TIMx_ CCR1寄存器变为只读。

2）针对连接到的信号编程所需的输入滤波器持续时间定时器（如果输入是TIx输入，则通过在TIMx_CCMRx寄存器中编程ICxF位）。让我们想象一下，当切换时，输入信号在at must five期间不稳定内部时钟周期。我们必须编程一个比这五个时钟更长的滤波器持续时间循环。当8个连续样本具有新的已经检测到电平（以fDTS频率采样）。然后将IC1F位写入中的0011
CCMR1寄存器。

3）通过将CC1P位写入0，选择TI1通道上活动转换的边缘CCER寄存器（在这种情况下为上升沿）。

4）对输入预分频器进行编程。在我们的示例中，我们希望捕获在每个有效转换，因此预分频器被禁用（将IC1PS位写入TIMx_CCMR1寄存器）

5 ）通过在中设置CC1E位，启用从计数器到捕获寄存器的捕获TIMx_CCER寄存器。

6 ）如果需要，通过在中设置CC1IE位来启用相关的中断请求TIMx_DIER寄存器和/或DMA请求，通过在TIMx_DIER寄存器。

1.3 发生输入捕获流程

为了处理过度捕获，建议在过度捕获标志。这是为了避免错过阅读后可能发生的过度捕获
标志和读取数据之前。

1） TIMx_CCR1寄存器在激活转换时获取计数器的值。

2）CC1IF标志被设置（中断标志）。如果至少有两次连续捕获，也会设置CC1OF发生，而标志未被清除。

3）根据CC1IE位生成中断

4）根据CC1DE位生成DMA请求

注意问题：

IC中断和/或DMA请求可以由软件通过设置EGR寄存器中相应的CCxG位。

2 使用STM32Cube配置工程

2.1 软件环境

软件名称	版本信息
STM32Cube	STM32CubeMX 6.11
STM32 HAL	STM32Cube_FW_F1_V1.8.5

2.2 配置参数

1）配置系统时钟：72M Hz,Timer的工作时钟为72M Hz

2) 使用定时器1配置输入捕获功能

其对应的IO口配置

计数器时钟参数和捕获通道参数

3）配置PWM相关参数

选择定时器8作为控制PWM的输出

PWM波对应的IO接口

Timer-8定时器相关参数

和PWM相关的参数配置

2.3 生成项目文件

使用STM32FCube完成项目配置后，就可以生成工程文件。生成代码如下：

3 功能实现

3.1 PWM调制占空比函数

在tim.c中实现一个函数，其用于实现调制PWM的占空比。函数原型如下：

void HAL_TIM_SetPWM_Pulse( uint32_t Pulse, uint32_t Channel)
{
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
  
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = Pulse;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
  sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim8, &sConfigOC, Channel) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

3.2 应用函数库

创建App/product目录，实现应用函数。

1）pwm_ctrl.c 实现pwm的功能控制

2）input_capture.c 实现捕捉功能

1）在 pwm_ctrl.c文件中配置PWM的占空比

void pwm_ctrl_Init( void )
{
    HAL_TIM_Base_Start( &htim8 );
    HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_1);  // PC6 
    HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_2);  // PC7
     
    HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 500, TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 500, TIM_CHANNEL_2);
}

2）input_capture.c 实现捕捉功能

初始化捕捉功能参数：

static void set_captureMode(  uint32_t Channel, uint32_t ICPolarity )
{
  TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {0};
  
  if(HAL_TIM_IC_Stop_IT(&htim1, Channel) != HAL_OK)
  {
    /* Starting Error */
    Error_Handler();
  }
  
  sConfigIC.ICPolarity = ICPolarity;
  sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
  sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
  sConfigIC.ICFilter = 0;
  if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim1, &sConfigIC, Channel) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  if(HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1, Channel) != HAL_OK) 
  {
    /* Starting Error */
    Error_Handler();
  }
}

3）捕捉功能回调函数

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  uint32_t uwIC2Value0;
  static uint32_t uwIC2Value2_list[2];
  static uint8_t count = 0;
    
  if(htim->Instance == TIM1) 
  {
      if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
      {
          /* Get the 1st Input Capture value */
          uwIC2Value0 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);
          uwIC2Value2_list[count] = uwIC2Value0;
            count++;
            if( count == 2 ){
               count = 0;
               if( uwIC2Value2_list[1] > uwIC2Value2_list[0])
                    printf(" cycle = %d us\r\n",  uwIC2Value2_list[1]- uwIC2Value2_list[0]);
            }
       }
  }
}