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通用定时器作为输入捕获

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598330983|  楼主 | 2016-7-23 12:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

通用定时器作为输入捕获的使用。我们将用 TIM5 的通道 1 (PA0)来做输入捕获,捕获 PA0 上高电平的脉宽(用 WK_UP 按键输入高电平),通过串口打印高电平脉宽时间

输入捕获简介

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 和 TIM7,其他定时器都有输入捕获功能。STM32 的输入捕获,简单的说就是通过检测 TIMx_CHx 上的边沿信号,在边沿信号发生跳变(比如上升沿/下降沿)的时候,将当前定时器的值(TIMx_CNT)存放到对应的通道的捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)里面,完成一次捕获。同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA 等。

我们用到 TIM5_CH1 来捕获高电平脉宽,也就是要先设置输入捕获为上升沿检测,记录发生上升沿的时候 TIM5_CNT 的值。然后配置捕获信号为下降沿捕获,当下降沿到来时,发生捕获,并记录此时的 TIM5_CNT 值。这样,前后两次 TIM5_CNT 之差,就是高电平的脉宽,同时 TIM5 的计数频率我们是知道的,从而可以计算出高电平脉宽的准确时间。

输入捕获的配置步骤:

1)开启 TIM5 时钟和 GPIOA 时钟,配置 P A0 为下拉输入。

要使用 TIM5,我们必须先开启 TIM5 的时钟。这里我们还要配置 P A0 为下拉输入,因为我们要捕获 TIM5_CH1 上面的高电平脉宽,而 TIM5_CH1 是连接在 PA0 上面的。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);  //使能 TIM5 时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能 GPIOA 时钟

2)初始化 TIM5,设置 TIM5 的 ARR 和 PSC。

在开启了 TIM5 的时钟之后,我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来设置输入捕获的自动重装载值和计数频率。 这在库函数中是通过 TIM_TimeBaseInit 函数实现的

点击(此处)折叠或打开

  •    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  •    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
  •    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值
  •    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // TDTS = Tck_tim
  •    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式
  •    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);


3)设置 TIM5 的输入比较参数,开启输入捕获

输入比较参数的设置包括映射关系,滤波,分频以及捕获方式等。这里我们需要设置通道 1为输入模式,且 IC1 映射到 TI1(通道 1)上面,并且不使用滤波(提高响应速度)器,上升沿捕获。库函数是通过 TIM_ICInit 函数来初始化输入比较参数的:

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);

同样,我们来看看参数设置结构体 TIM_ICInitTypeDef 的定义:

点击(此处)折叠或打开

  •    typedef struct
  •    {
  •        uint16_t TIM_Channel; //设置通道
  •        uint16_t TIM_ICPolarity; //设 置 输 入 信 号 的 有效 捕获 极性
  •        uint16_t TIM_ICSelection; //设置映射关系
  •        uint16_t TIM_ICPrescaler; //设置 输入捕获分频系数
  •        uint16_t TIM_ICFilter; //设置滤波器长度
  •    } TIM_ICInitTypeDef;


配置代码是:

点击(此处)折叠或打开

  •    TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
  •    TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端 IC1 映射到 TI1 上
  •    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
  •    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上
  •    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
  •    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
  •    TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);


4)使能捕获和更新中断(设置 TIM5 的 DIER 寄存器)

因为我们要捕获的是高电平信号的脉宽,所以,第一次捕获是上升沿,第二次捕获时下降沿,必须在捕获上升沿之后,设置捕获边沿为下降沿,同时,如果脉宽比较长,那么定时器就会溢出,对溢出必须做处理,否则结果就不准了。这两件事,我们都在中断里面做,所以必须开启捕获中断和更新中断。

这里我们使用定时器的开中断函数 TIM_ITConfig 即可使能捕获和更新中断:

TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断和捕获中断

5)设置中断分组,编写中断服务函数

设置中断分组主要是通过函数 NVIC_Init()来完成。分组完成后,我们还需要在中断函数里面完成数据处理和捕获设置等关键操作,从而实现高电平脉宽统计。在中断服务函数里面,跟以前的外部中断和定时器中断实验中一样,我们在中断开始的时候要进行中断类型判断,在中断结束的时候要清除中断标志位。使用到的函数分别为 TIM_GetITStatus()函数和 TIM_ClearITPendingBit()函数。

if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET){}//判断是否为更新中断

if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判断是否发生捕获事件

TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);//清除中断和捕获标志位

6)使能定时器(设置 TIM5 的 CR1 寄存器)

最后,必须打开定时器的计数器开关,  启动 TIM5 的计数器,开始输入捕获。

TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );    //使能定时器 5


沙发
598330983|  楼主 | 2016-7-23 12:07 | 只看该作者

例程:

点击(此处)折叠或打开

  • #include "timer.h"
  • #include "led.h"
  • #include "usart.h"
  • /**
  • * 定时器5通道1输入捕获配置
  • */
  • void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
  • {
  •     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  •     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  •     TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
  •     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  •     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);    /*使能TIM5时钟*/
  •     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); /*使能GPIOA时钟*/
  •     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; /**/
  •     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; /*PA0 输入*/
  •     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
  •     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); /*PA0 下拉*/
  •     /*初始化定时器5 TIM5*/
  •     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; /*设定计数器自动重装值 */
  •     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; /*预分频器 */
  •     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; /*设置时钟分割:TDTS = Tck_tim*/
  •     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /*TIM向上计数模式*/
  •     TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure); /*根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位*/
  •     /* 初始化TIM5输入捕获参数 */
  •     TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; /*CC1S=01     选择输入端 IC1映射到TI1上*/
  •     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; /*上升沿捕获*/
  •     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; /*映射到TI1上*/
  •     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; /*配置输入分频,不分频*/
  •     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0; /*IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波*/
  •     TIM_ICInit(TIM5,&TIM5_ICInitStructure);
  •     /*中断分组初始化*/
  •     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;    /*TIM5中断*/
  •     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; /*先占优先级2级*/
  •     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; /*从优先级0级*/
  •     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /*IRQ通道被使能*/
  •     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  •     TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);/*允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断*/
  •     TIM_Cmd(TIM5,ENABLE); /*使能定时器5*/
  • }
  • u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;    //输入捕获状态                        
  • u16    TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值
  • /**
  • * 定时器5中断服务程序
  • */
  • void TIM5_IRQHandler(void)
  • {
  •     if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获   
  •     {
  •         if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_Update) != RESET)
  •         {
  •             if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
  •             {
  •                 if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
  •                 {
  •                     TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
  •                     TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
  •                 }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
  •             }
  •         }
  •         if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_CC1) !=RESET)
  •         {
  •             if(TIM5CH1_CAPTURE_STA & 0x40)
  •             {
  •                 TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;        //标记成功捕获到一次上升沿
  •                 TIM5CH1_CAPTURE_VAL = TIM_GetCounter(TIM5);
  •                 TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
  •             }
  •             else
  •             {
  •                 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;            //清空
  •                 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;
  •                 TIM_SetCounter(TIM5,0);
  •                 TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;        //标记捕获到了上升沿
  •                 TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);        //CC1P=1 设置为下降沿捕获
  •             }
  •         }
  •     }
  •     TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); /*清除中断标志位*/
  • }




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板凳
mmuuss586| | 2016-7-23 12:07 | 只看该作者
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地板
598330983|  楼主 | 2016-7-23 12:18 | 只看该作者
  • extern u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA;        //输入捕获状态                        
  • extern u16    TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值   
  • int main(void)
  • {
  •      u32 temp=0;
  •     delay_init();          //延时函数初始化     
  •     NVIC_Configuration();      //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
  •     uart_init(9600);     //串口初始化为9600
  •      LED_Init();             //LED端口初始化
  •      TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1);    //以1Mhz的频率计数
  •        while(1)
  •     {
  •          delay_ms(10);
  •          if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次上升沿
  •         {
  •             temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
  •             temp*=65536;//溢出时间总和
  •             temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到总的高电平时间
  •             printf("HIGH:%d us\r\n",temp);//打印总的高点平时间
  •             TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;//开启下一次捕获
  •         }
  •     }
  • }

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598330983|  楼主 | 2016-7-23 12:19 | 只看该作者

跟版主学习。

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643757107| | 2016-7-23 17:11 | 只看该作者
库函数是通过 TIM_ICInit 函数来初始化输入比较参数的

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