【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程八---定时器输入捕获

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前言：

本系列教程将外设原理，HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解，使您可以更快速的学会各个模块的使用

所用工具：

1、芯片： STM32F407ZET6/STM32F103ZET6

2、STM32CubeMx软件

3、IDE： MDK-Keil软件

4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库

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知识概括：

通过本篇博客您将学到：

SMT32定时器输入捕获

测量PWM频率和占空比

输入捕获

输入捕获概念

输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。STM32的定时器，除了TIM6、TIM7，其他的定时器都有输入捕获的功能。

具体请参看《【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程六—-定时器中断》

输入捕获的工作原理

①先设置输入捕获为上升沿检测，

②记录发生上升沿时TIMx_CNT(计数器)的值

③配置捕获信号为下降沿捕获，当下降沿到来的时候发生捕获

④记录此时的TIMx_CN(计数器)T的值

⑤前后两次TIMx_CNT(计数器)的值之差就是高电平的脉宽。同时根据TIM的计数频率，我们就能知道高电平脉宽的准确时间。

简单说：

当你设置的捕获开始的时候，cpu会将计数寄存器的值复制到捕获比较寄存器中并开始计数，当再次捕捉到电平变化时，这是计数寄存器中的值减去刚才复制的值就是这段电平的持续时间，你可以设置上升沿捕获、下降沿捕获、或者上升沿下降沿都捕获，

输入捕获的工作流程(对应CubeMx的四个选项)

设置输入捕获滤波器

STM32在很多功能中都提供了滤波器，滤波器的功能简单来说就是多次检测视为一次有效，达到滤波效果，

数字滤波器由一个事件计数器组成，假设我们是检测高电平，滤波N次，那么记录到N个事件后计数器会产生一个输出的跳变。也就是说连续N次采样检测，如果都是高电平，则说明这是一个有效的电平信号，这样便可以过滤掉那些因为某些而干扰产生的一些信号

输入捕获滤波器IC1F[3:0]，这个用于设置采样频率和数字滤波器长度。其中：fCK_INT是定时器的输入频率，fDTS是根据TIMx_CR1的CKD[1:0]的设置来确定的。

设置输入捕获极性

设置具体为那种捕获事件

可以设置上升沿捕获、下降沿捕获、或者上升沿下降沿都捕获

设置输入捕获映射关系

STM32为了更好的优化使用，TIMx_CH1通道1捕捉到的信号可以传输到IC1，TIMx_CH1捕捉到的信号也可以连接到IC2，TIMx_CH2捕捉到的信号也可以连接到IC2，也可以连接到IC2

设置输入捕获分频器

设置每N个事件触发一次捕获**，可以设置为1/2/4/8次检测到电平变化才触发捕获**

溢出时间计算：

t1时刻检测到高电平，发生中断，在中断里将计数值置0，开始记溢出次数N，

其中每计数0xFFFF次溢出一次，直到t2时刻跳变回低电平，

获取最后一次溢出时到t2时刻的计数值TIM5CH1_CAPTURE_VAL

则 ** 高电平时间 = 溢出次数65535+TIM5CH1_CAPTURE_VAL us* ；根据定时器初始化时的频率即可计算出溢出总次数所占用的时间，即为高电平时间。

如果计数器值为 32 bit 那么最大为0xFFFFFFFF

高电平时间：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/20190813172958716.png)

输入捕获的工作框图

工程创建

设置RCC

设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

2设置时钟

*我的是 外部晶振为8MHz *

  • *1选择外部时钟HSE 8MHz *

  • 2PLL锁相环倍频72倍

  • 3系统时钟来源选择为PLL

  • 4设置APB1分频器为 /2

  • 5 这时候定时器的时钟频率为72Mhz

32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》

3定时器配置

这里我们选择TIM5的通道1

  • 预分频系数为71 计数时钟频率就是 72MHz/(71+1) = 1MHz 此时1us计数一次

  • 自动加载值设置为32bit最大值 0xFFFFFFFF

  • 上升沿捕获

  • 不分频

  • 滤波值为8

同时在NVIC一栏使能TIM5的中断

对应引脚设置下拉电阻，保证没有信号输入的时候电平稳定

4项目文件设置

  • 1 设置项目名称

  • 2 设置存储路径

  • 3 选择所用IDE

5创建工程文件

然后点击*GENERATE CODE *创建工程

配置下载工具

新建的工程所有配置都是默认的 我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行

例程实现：

定义变量：

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/* USER CODE BEGIN 0 */    uint32\_t capture\_Buf\[3\] = {0};   //存放计数值    uint8\_t capture\_Cnt = 0;    //状态标志位    uint32\_t high\_time;   //高电平时间/* USER CODE END 0 */

在 while(1)中的用户代码区 3，写入TIM2 CH1通道的输入捕获控制和数据处理

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while (1)
{    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  switch (capture_Cnt){	case 0:
		capture_Cnt++;
		\_\_HAL\_TIM\_SET\_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM\_CHANNEL\_1, TIM\_INPUTCHANNELPOLARITY\_RISING);
		HAL\_TIM\_IC\_Start\_IT(&htim5, TIM\_CHANNEL\_1);	//启动输入捕获       或者: \_\_HAL\_TIM_ENABLE(&htim5);
		break;	case 3:
		high\_time = capture\_Buf\[1\]- capture_Buf\[0\];    //高电平时间
		HAL\_UART\_Transmit(&huart1, (uint8\_t *)high\_time, 1, 0xffff);   //发送高电平时间
				
				
		HAL_Delay(1000);   //延时1S
		capture_Cnt = 0;  //清空标志位
		break;
				
	}
}/* USER CODE END 3 */

在main函数下方添加中断回调函数：

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/* USER CODE BEGIN 4 */void HAL\_TIM\_IC\_CaptureCallback(TIM\_HandleTypeDef *htim){	
	if(TIM5 == htim->Instance)
	{		switch(capture_Cnt){			case 1:
				capture\_Buf\[0\] = HAL\_TIM\_ReadCapturedValue(&htim5,TIM\_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
				\_\_HAL\_TIM\_SET\_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM\_CHANNEL\_1,TIM\_ICPOLARITY\_FALLING);  //设置为下降沿捕获
				capture_Cnt++;				break;			case 2:
				capture\_Buf\[1\] = HAL\_TIM\_ReadCapturedValue(&htim5,TIM\_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
				HAL\_TIM\_IC\_Stop\_IT(&htim5,TIM\_CHANNEL\_1); //停止捕获   或者: \_\_HAL\_TIM_DISABLE(&htim5);
				capture_Cnt++;    
		}
	
	}
	
}/* USER CODE END 4 */

具体流程：

1.设置TIM5 CH1为输入捕获功能；

2.设置上升沿捕获；

3.使能TIM2 CH1捕获功能；

4.捕获到上升沿后，定时器当前计数值存入capture_buf[0]，改为捕获下降沿；

5.捕获到下降沿后，定时器当前计数值存入存入capture_buf[1]，关闭TIM2 CH1捕获功能； capture_Cnt=3；

  1. 高电平时间： capture_buf[1] - capture_buf[0] 发送到上位机 重新启动输入捕获

__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM5_Handler,0); //设置计数寄存器的值变为0

HAL_TIM_PWM_Start() 函数用于使能定时器某一通道的PWM输出。

HAL_TIM_IC_Start_IT() 函数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能，并使能相应的中断

HAL_TIM_IC_Stop_IT() 函数和开启功能相反，是关闭定时器某一通道的输入捕获功能和相应中断

__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY不是函数，而是底层操作的一个宏定义

在stm32f4xx_hal_tim.h文件中可以找到。其作用是修改定时器某一通道的输入捕获极性

其中有两个函数，第一个为清除清除原来的捕获极性，第二个为设置通道捕捉极性

等价于：

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TIM\_RESET\_CAPTUREPOLARITY(&TIM5\_Handler,TIM\_CHANNEL\_1);   //一定要先清除原来的捕获极性！！TIM\_SET\_CAPTUREPOLARITY(&TIM5\_Handler,TIM\_CHANNEL\_1,TIM\_ICPOLARITY\_FALLING);//定时器5通道1设置为下降沿捕获（重设捕获极性）

在修改定时器某一通道的输入捕获极性时，一定要先清除该通道之前捕获极性

__HAL_TIM_GET_COMPARE也是一个宏定义。 
在stm32f4xx_hal_tim.h文件中可以找到。其作用是获取定时器某一通道的捕获/比较寄存器值

等价于 ： HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);

两者都是直接读取对应CCRx寄存器的值

-------------　　　　本文结束　　感谢您的阅读　　　　-------------
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