stm32入门-----TIM定时器（输入捕获模式——下）

news2024/9/17 3:13:30

 目录

前言

一、C语言编程初始化步骤

1.开启时钟

2.配置GPIO口

 3.配置时基单元

4.配置输入捕获单元（主模式）

 5.配置触发源于从模式

6.开启定时器

二、项目实操（测周法）

1.定时器测量方波

2.定时器测量方波的占空比

前言

        接着上一期的内容（上一期链接：stm32入门-----TIM定时器（输入捕获模式——上）-CSDN博客），本期主要是实践和编程，分为两个部分，分别是定时器测量方波的频率，定时器测量方波的占空比，测量方法是测周法。（视频：[6-6] 输入捕获模式测频率&PWMI模式测频率占空比_哔哩哔哩_bilibili）

一、C语言编程初始化步骤

 根据下图，我们只需要把定时器输入捕获模式的相关功能通路打开即可。

本期主要讲解如何用定时器捕获输入信号，项目实验是需要定时器输出波形的，然后再捕获，如果不知道怎么输出PWM波形的可以看看我前面发过的文章：stm32入门-----TIM定时器（PWM输出比较——下）-CSDN博客

1.开启时钟

这里我是选择通用定时器的定时器3，因为定时器2是作为输出PWM的定时器已经使用了。

//1.开启时钟
	//开启定时器时钟，TIM3总线是为APB1的
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	//开启GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);  //给TIM3选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的

2.配置GPIO口

 //2.配置GPIO口, PA6 为输入口
	GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; 
	GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //使用上拉输入
	GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;  
	GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);

 3.配置时基单元

//3.配置时基单元
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;
    //下面两个是运行控制操作值
    TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号
    TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数
    //以下三个是时基单元里面的实际参数值
    /* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)
					       = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */
	TIM_timebasestruct.TIM_Period=65536-1;  //计数器的重装值，这里我设置为最大65535,这里是表示计数的最大范围换句话说就是最大可以测量的频率，
											//并不是计数到65535才去执行其他操作，执行操作的要去看输入捕获单元  ARR
    TIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=72-1; //预分频器的值          PSC
    TIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_timebasestruct);

4.配置输入捕获单元（主模式）

配置输入捕获单元是用结构体去配置的，这里我们都已经很熟悉了。

   //4.配置输入捕获单元（主模式）
    TIM_ICInitTypeDef TIM_icinitstruct;
    TIM_icinitstruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1; //选择定时器的通道（CH1~CH4），这里定时器3选择通道1
    TIM_icinitstruct.TIM_ICFilter=0xF; //选择滤波，消除噪音
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising; //触发方式，选择上升沿还是下降沿触发
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; //选择对输入信号的分频值，我们是测量波形，所以不分频
    TIM_icinitstruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//选择通道，这里选择直连通道
    TIM_ICInit(TIM3,&TIM_icinitstruct);

 5.配置触发源于从模式

 上面我们已经配置好了主模式的捕获单元通道，那么下面就要给TRGO信号进行选择触发源以及从模式。

 下面是触发源选择：

下面是从模式的选择： 

    //配置主模式的触发源选择，TRGO选择TI1FP1
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);

    //配置从模式
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);

6.开启定时器

 配置完了之后就可以开启定时器使能了。

    //启动定时器3，使能
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

整体初始化代码如下：

void IC_init(){
    //1.开启时钟
	//开启定时器时钟，TIM3总线是为APB1的
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	//开启GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);  //给TIM3选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的

    //2.配置GPIO口, PA6 为输入口
	GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; 
	GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //使用上拉输入
	GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;  
	GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct); 
 
    //3.配置时基单元
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;
    //下面两个是运行控制操作值
    TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号
    TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数
    //以下三个是时基单元里面的实际参数值
    /* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)
					       = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */
	TIM_timebasestruct.TIM_Period=65536-1;  //计数器的重装值，这里我设置为最大65535  ARR
    TIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=72-1; //预分频器的值          PSC
    TIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_timebasestruct);

    //4.配置输入捕获单元（主模式）
    TIM_ICInitTypeDef TIM_icinitstruct;
    TIM_icinitstruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1; //选择定时器的通道（CH1~CH4），这里定时器3选择通道1
    TIM_icinitstruct.TIM_ICFilter=0xF; //选择滤波，消除噪音
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising; //触发方式，选择上升沿还是下降沿触发
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; //选择对输入信号的分频值，我们是测量波形，所以不分频
    TIM_icinitstruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//选择通道，这里选择直连通道
    TIM_ICInit(TIM3,&TIM_icinitstruct);

    //配置主模式的触发源选择，TRGO选择TI1FP1
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);

    //配置从模式
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);

    //启动定时器3，使能
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

}

二、项目实操（测周法）

本期全部完整代码可在百度网盘自行下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1FJ7GYt-Ltzj77oyAh4t6hA?pwd=0721 
提取码：0721

1.定时器测量方波

实验现象：

电路连接图：

这里我们就自己输出波形，然后自己测量波形结果。从PA0输出波形，PA6捕获波形。

工程主要文件如下，这里需要PWM去输出波形，IC是用于读取和计算波形的文件。 

IC.c文件代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_init(){
    //1.开启时钟
	//开启定时器时钟，TIM3总线是为APB1的
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	//开启GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);  //给TIM3选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的

    //2.配置GPIO口, PA6 为输入口
	GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; 
	GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //使用上拉输入
	GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;  
	GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct); 
 
    //3.配置时基单元
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;
    //下面两个是运行控制操作值
    TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号
    TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数
    //以下三个是时基单元里面的实际参数值
    /* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)
					       = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */
	TIM_timebasestruct.TIM_Period=65536-1;  //计数器的重装值，这里我设置为最大65535,这里是表示计数的最大范围换句话说就是最大可以测量的频率，
											//并不是计数到65535才去执行其他操作，执行操作的要去看输入捕获单元  ARR
    TIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=72-1; //预分频器的值          PSC
    TIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_timebasestruct);

    //4.配置输入捕获单元（主模式）
    TIM_ICInitTypeDef TIM_icinitstruct;
    TIM_icinitstruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1; //选择定时器的通道（CH1~CH4），这里定时器3选择通道1
    TIM_icinitstruct.TIM_ICFilter=0xF; //选择滤波，消除噪音
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising; //触发方式，选择上升沿还是下降沿触发
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; //选择对输入信号的分频值，我们是测量波形，所以不分频
    TIM_icinitstruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//选择通道，这里选择直连通道
    TIM_ICInit(TIM3,&TIM_icinitstruct);

    //配置主模式的触发源选择，TRGO选择TI1FP1
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);

    //配置从模式
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);

    //启动定时器3，使能
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

}

//计算频率Hz
uint32_t IC_Getfreq(){
	// 初始化的预装分频器值为72，那么频率为72MHz / 72 = 1MHz
	//然后根据公式计算出f= 1MHz / CCR
    return 1000000 / (1+TIM_GetCapture1(TIM3)); //CNT是从0开始加的，所以CCR这里要加上1
}

 IC.h文件代码：

#ifndef __IC_H
#define __IC_H
void IC_init();
uint32_t IC_Getfreq();

#endif // !__IC_H

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void){	

	OLED_Init();
	PWM_init();
	IC_init();
	OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");
	PWM_Setperscaler(720-1);  //频率 f=72M / (psc+1) / 100              (ARR+1)
	PWM_Setcompare1(50);  //占空比 D= CCR / 100
	while(1){
		OLED_ShowNum(1,6,IC_Getfreq(),5);
	}
}

2.定时器测量方波的占空比

实验现象：

 电路连接图（都是一样的）：

主要工程文件同上：

这里涉及到测量占空比，所以需要用到PWMI模式的功能，也就是一个输入信号可以有两个通道去进行分析计算。

这里我们可以去直接使用这个PWMI封装好的函数去初始化捕获单元 ，这个是stm32库里面就有的，直接把TIM_ICInit(TIM3,&TIM_icinitstruct); 这个换为下面这个即可。

 IC.c代码如下：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void IC_init(){
       //1.开启定时器时钟，TIM2总线是为APB1的
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);  //给TIM2选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的

    //2.配置GPIO口, PA0 为输出口
	GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; 
	GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //使用复用推挽输出，因为这里不是输出寄存器控制的，是片上外设定时器操作的，所以要用到复用推挽输出
	GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;  //重新映射到15口 GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;
	GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct); 
 
    //3.配置时基单元
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;
    //下面两个是运行控制操作值
    TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号
    TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数
    //以下三个是时基单元里面的实际参数值
    /* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)
					       = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */
    TIM_timebasestruct.TIM_Period=65536-1;  //计数器的重装值，目标值  ARR
    TIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=72-1; //预分频器的值          PSC
    TIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_timebasestruct);

    //配置输入捕获单元（主模式）
    TIM_ICInitTypeDef TIM_icinitstruct;
    //通道1
    TIM_icinitstruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1; //选择定时器的通道（CH1~CH4），这里定时器3选择通道1
    TIM_icinitstruct.TIM_ICFilter=0xF; //选择滤波，消除噪音
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising; //触发方式，选择上升沿还是下降沿触发
    TIM_icinitstruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; //选择对输入信号的分频值，我们是测量波形，所以不分频
    TIM_icinitstruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//选择通道，这里选择直连通道

    TIM_PWMIConfig(TIM3,&TIM_icinitstruct); //这个初始化是直接使用PWMI模式，直接帮你配置好两个通道，仅仅支持通道1和通道2
	
    //如果传入的是通道1直连上升沿，那就配置通道2交叉下降沿；如果通道2为直连上升沿，那么就配置通道1交叉下降沿

    //TIM_ICInit(TIM3,&TIM_icinitstruct);
    //通道2

    // TIM_icinitstruct.TIM_Channel=TIM_Channel_2; //选择定时器的通道（CH1~CH4），这里定时器3选择通道1
    // TIM_icinitstruct.TIM_ICFilter=0xF; //选择滤波，消除噪音
    // TIM_icinitstruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Falling; //触发方式，选择上升沿还是下降沿触发
    // TIM_icinitstruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; //选择对输入信号的分频值，我们是测量波形，所以不分频
    // TIM_icinitstruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_IndirectTI;//选择通道，这里选择直连通道
    // TIM_ICInit(TIM3,&TIM_icinitstruct);

    //配置主模式的触发源选择，TRGO选择TI1FP1
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);

    //配置从陌生
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);

    //启动定时器3
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

}

//计算频率Hz
uint32_t IC_Getfreq(){
    return 1000000 / (1+TIM_GetCapture1(TIM3));
}
//获取占空比
uint32_t IC_Getduty(){
    return (TIM_GetCapture2(TIM3)+1)*100 / (TIM_GetCapture1(TIM3)+1);
}

IC.h代码：

#ifndef __IC_H
#define __IC_H
void IC_init();
uint32_t IC_Getfreq();
uint32_t IC_Getduty();
#endif // !__IC_H

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void){	

	OLED_Init();
	PWM_init();
	IC_init();
	OLED_ShowString(1,1,"Freq:00000Hz");
	OLED_ShowString(2,1,"Duty:00%");
	PWM_Setperscaler(720-1);  // f=72M / (psc+1) / 100              (ARR+1)
	PWM_Setcompare1(20);  // D= CCR / 100
	while(1){
		OLED_ShowNum(1,6,IC_Getfreq(),5);
		OLED_ShowNum(2,6,IC_Getduty(),2);
	}
}

以上就是本期的全部内容了，我们下次见！

今日壁纸：

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1 工具使用场景 开发团队使用git版本管理工具&#xff0c;进行协作代码开发过程中&#xff0c;最常用的场景为&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;拉取代码 将git远端仓库最新代码拉取到本地。 &#xff08;2&#xff09;提交代码 将本地新增修改的代码提交至git远端仓库中…
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