STM32F1常用外设介绍

只看该作者 · 2023-2-28 20:14

另一个输入捕获的初始化函数

与上一个函数类似都是用于初始化输入捕获单元的，上一个函数只是单一的配置一个通道，而这个函数可以快速配置两个通道，把外设电路配置成PWMI的电路

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

只看该作者 · 2023-2-28 20:15

给输入捕获结构体赋一个初始值函数

void TIM_ICStructInit(TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);

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选择输入触发源TRGI函数

调用此函数可以选择从模式的触发源

void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);

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选择输出触发源TRGO函数

void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TRGOSource);

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选择从模式函数

void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);

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单独配置通道1、2、3、4的分频器函数

在参数结构体里也可以配置

void TIM_SetIC1Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC2Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC3Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC4Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);

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读取四个通道的CCR函数

输出比较模式下，CCR是只写的，要用SetCompare写入，输入捕获模式下，CCR是只读的，要用GetCapture读出

uint16_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture2(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture3(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture4(TIM_TypeDef* TIMx);

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PWMI模式程序示例

void IC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

TIM_InternalClockConfig(TIM3);

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//直接模式
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);//另一个通道选择相反的配置

TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);//选择触发源
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//选择从模式

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}

uint32_t IC_GetDuty(void)
{
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}

只看该作者 · 2023-2-28 20:17

编码器接口

Encoder Interface编码器接口

编码器接口可接收增量（正交）编码器的信号，根据编码器旋转产生的正交信号脉冲，自动控制CNT自增或自减，从而指示编码器的位置、旋转方向和旋转速度

每个高级定时器和通用定时器都拥有1个编码器接口

两个输入引脚借用了输入捕获的通道1和通道2

对于需要频繁执行，操作简单的任务，一般会设计一个硬件模块来自动完成

只看该作者 · 2023-2-28 20:17

把两个编码器的A相和B相，接入STM32，定时器的编码器接口，编码器接口自动控制时基单元中的CNT计数器，进行自增或者自减，例如CNT初始值为0，编码器右转CNT++，右转产生一个脉冲，CNT++,左转CNT–，编码器接口（相当于带有方向控制的外部时钟）同时控制CNT的计数时钟和计数方向，CNT的值就表示了编码器的位置，每隔一段时间取一次CNT的值再把CNT清零，每次取出来的值就带标了编码器的速度，编码器的测速实际上就是测频法测正交脉冲的频率，CNT计次，每隔一段时间取一次计次，也可以用外部中断来接编码器（用软件资源来弥补硬件资源）

只看该作者 · 2023-2-28 20:18

当编码器的旋转轴转起来时，A相和B相就会输出方波信号，转的越快，方波的频率越高，方波的频率就代表了速度，取出任意一相的信号来测量频率，就能知道旋转速度，只有一相的信号无确定旋转方向。

只看该作者 · 2023-2-28 20:18

正交信号：当正转时，A相超前B相90度，反转时，A相滞后B相90度。

正转时，第一个时刻，A相上升沿，对应B此时是低电平，第二个时刻，B相上升沿，对应A相高电平，第三个时刻，A相下降沿，对应B相高电平，B相下降沿，对应A相低电平。

反转时，第一个时刻，B相上升沿，对应A相低电平，第二个时刻A相上升沿，对应B相高电平，第三个时刻，B相下降沿，对应A相高电平，第四个时刻，A相下降沿，对应B相低电平。

当A、B相出现这些边沿时，对应另一相的状态，正转和反转正好是相反的

只看该作者 · 2023-2-28 20:20

编码器接口的设计逻辑是：首先把A相和B相的所有边沿作为计数器的计数时钟，出现边沿信号时，就计数自增或者自减，

只看该作者 · 2023-2-28 20:21

编码器接口的两个引脚，借用了输入捕获单元的前两个通道，编码器的输入引脚就是定时器的CH1和CH2两个引脚，信号的通路就是，CH1通过这里，通向编码器接口，CH3和CH4和编码器接口无关，其中CH1和CH2的输入捕获滤波器和边沿检测，编码器接口也有使用，但是后面的是否交叉，预分频器和CCR寄存器，与编码器接口无关，这就是编码器接口的输入部分，编码器接口的输出部分，相当于从模式控制器，控制CNT的计数时钟和计数方向，输出过程就是如果产生边沿信号，并且对应另一相的状态为正转，则控制CNT自增否则控制CNT自减，此时计数时钟和计数方向都处于编码器接口托管的状态，计数器的自增和自减，受编码器的控制。

只看该作者 · 2023-2-28 20:22

编码器接口的基本结构：

输入捕获的前两个通道，通过GPIO口接入编码器的A、B相然后通过滤波器和边沿检测极性选择，产生TI1TP1和TI2FP2，通向编码器接口，编码器接口通过控制预分频器控制CNT计数器的时钟，同时，编码器接口还根据编码器的旋转方向，控制CNT的计数方向，编码器正转时，CNT自增，编码器反转时，CNT自减，一般设置ARR为65535，最大量程

只看该作者 · 2023-2-28 20:22

工作模式：

编码器接口的工作逻辑：TI1FP1和TI2FP2接的就是编码器的A、B相，在A相和B相的上升沿或者下降沿触发计数，向上计数还是向下计数取决于边沿信号发生时，另一相的电平状态（相对信号的电平）

只看该作者 · 2023-2-28 20:22

配置流程：

第一步，RCC开启时钟，开启GPIO和定时器的时钟

第二步，配置GPIO，配置为输入模式

第三步，配置时基单元，预分频器选择不分频，自动重装，一般给最大65535

第四步，配置输入捕获单元，只需要配置滤波器和极性两个参数

第五步，配置编码器接口模式，调用一个库函数即可

第六步，调用TIM_cmd启动定时器

如果需要测量编码器的速度：每隔一段固定的闸门时间，取出一次CNT，然后把CNT清零

只看该作者 · 2023-2-28 20:23

定时器编码器接口配置函数

void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode,
uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity);

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配置上拉输入还是下拉输入：看外部模块输出的默认电平，与外部模块输出的默认电平相同，防止默认电平打架，如果不确定外部模块输出的默认状态，或者外部信号输出功率非常小，尽量选择浮空输入

只看该作者 · 2023-2-28 20:23

编码器接口程序示例
void Encoder_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//编码器电机模式

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);//开启定时器
}

int16_t Encoder_Get(void)
{
int16_t Temp;
Temp = TIM_GetCounter(TIM3);//获取CNT的值
TIM_SetCounter(TIM3, 0);//设置CNT的值
return Temp;
}

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ADC模拟数字转换器

ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器

ADC可以将引脚上连续变换的模拟量转换成内存中储存的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁，ADC读取引脚上的模拟电压，转换为一个数据，存在寄存器里，再把这个数据读取到变量里来，就可以进行显示、判断、记录等操作

12位（分辨率，位数越高，量化结果就越精细，对应分辨率就越高）逐次逼近型ADC，1us转换时间（转换频率），

输入电压范围：0-3.3V，转换结果范围：0~4095，ADC的输入电压要求在芯片的负极和正极之间变化，最低电压是负极0V，最高电压是正极3.3V，经过ADC转换之后最小值是0，最大值是4095，0V对应0,3.3V对应4095，中间都是一一对应的线性关系。