本文章只对输入捕获做出简述和介绍相关配置步骤
什么是输入捕获呢？顾名思义其实就是捕获IO引脚的状态，判断是高电平还是低电平，以此来实现一系列功能。
下图为通用定时器输入捕获脉宽测量原理。
假设我们按下我们开发板上的KEY_UP按钮，那么就会产生一个上升沿当我们松开后就会产生一个下降沿，这样我们通过上升沿和下降沿的判断和计时，我们就能知道KEY_UP被按下了多上时间也就是高电平有多长时间。
由上图我们就可以知道他的计数原理，就是当产生一个上升沿后清除定时器，使其重新计数，之后每当有一次溢出我们就定义一个变量让其的值加一这样来累计定时器溢出的次数，等到产生下降沿的时候我们获取当前计数的值，这样我们就可以通过计算也就是图片中的红字公式来计算出这个高电平产生的时间
以下就是定时器输入捕获的配置步骤和以KEY_UP为例的代码。
TIM_HandleTypeDef g_timx_cap_chy_handle; /* 定时器x句柄 */
/* 通用定时器通道y 输入捕获 初始化函数 */
void gtim_timx_cap_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
TIM_IC_InitTypeDef timx_ic_cap_chy = {0};
g_timx_cap_chy_handle.Instance = TIM5; /* 定时器5 */
g_timx_cap_chy_handle.Init.Prescaler = psc; /* 定时器分频 */
g_timx_cap_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 递增计数模式 */
g_timx_cap_chy_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 */
HAL_TIM_IC_Init(&g_timx_cap_chy_handle);
timx_ic_cap_chy.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; /* 上升沿捕获 */
timx_ic_cap_chy.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; /* 映射到TI1上 */
timx_ic_cap_chy.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; /* 配置输入分频，不分频 */
timx_ic_cap_chy.ICFilter = 0; /* 配置输入滤波器，不滤波 */
HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&g_timx_cap_chy_handle, &timx_ic_cap_chy, TIM_CHANNEL_1); /* 配置TIM5通道1 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_IT_UPDATE); /* 使能更新中断 */
HAL_TIM_IC_Start_IT(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 开始捕获TIM5的通道1 */
}
以上是初始化函数的代码我们可一看到它其实与PWM非常相似都是先配置定时器的初始化函数后再配置相应的功能，这里配置的是输入捕获通过查看代码后面的注释就可以理解分频模式和滤波我们都设置为不后就是通道的选择我们需要自行查看KEY_UP的IO引脚对应哪个定时器哪个通道的复用
通过原理图我们知道是定时器5的通道一。
/* 定时器 输入捕获 MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM5) /*输入通道捕获*/
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
__HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE(); /* 使能TIM5时钟 */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /* 开启捕获IO的时钟 */
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 复用推挽输出 */
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN; /* 下拉 */
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);
HAL_NVIC_SetPriority(TIM5_IRQn, 1, 3); /* 抢占1，子优先级3 */
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM5_IRQn); /* 开启ITMx中断 */
}
}
上面的就是MSP初始化函数，其与PWM没有差别。就是判断一下通道即可
其实到这里我们就可以发现其实步骤1到6都已经完成了，与PWM大同小异。而我个人认为输入捕获学习的关键就在于步骤8两个回调函数的编写，而步骤7不用多说就是中断服务函数调用一下定时器HAL库共用处理函数。如下是相关代码
/* 定时器5中断服务函数 */
void TIM5_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_cap_chy_handle); /* 定时器HAL库共用处理函数 */
}
重点在于步骤8中的定时器输入捕获中断处理回调函数(HAL_TIM_IC_CaptureCallback())和定时器更新中断回调函数(HAL_TIM_PeriodElapsedCallback())
首先介绍定时器输入捕获中断处理回调函数，此函数就是在产生上升沿或者下降沿的时候触发。而定时器更新中断回调函数是当我们计数到最大值产生溢出的时候调用就是计数值增长到ARR的时候。
/* 输入捕获状态(g_timxchy_cap_sta)
* [7] :0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
* [6] :0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.
* [5:0]:捕获高电平后溢出的次数,最多溢出63次,所以最长捕获值 = 63*65536 + 65535 = 4194303
* 注意:为了通用,我们默认ARR和CCRy都是16位寄存器,对于32位的定时器(如:TIM5),也只按16位使用
* 按1us的计数频率,最长溢出时间为:4194303 us, 约4.19秒
*
* (说明一下：正常32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
*/
uint8_t g_timxchy_cap_sta = 0; /* 输入捕获状态 */
uint16_t g_timxchy_cap_val = 0; /* 输入捕获值 */
/* 定时器输入捕获中断处理回调函数 */
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM5)
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还没有成功捕获 */
{
if (g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 捕获到一个下降沿 */
{
g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获到一次高电平脉宽 */
g_timxchy_cap_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 获取当前的捕获值 */
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING); /* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */
}
else /* 还未开始,第一次捕获上升沿 */
{
g_timxchy_cap_sta = 0; /* 清空 */
g_timxchy_cap_val = 0;
g_timxchy_cap_sta |= 0X40; /* 标记捕获到了上升沿 */
__HAL_TIM_DISABLE(&g_timx_cap_chy_handle); /* 关闭定时器5 */
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timx_cap_chy_handle, 0); /* 定时器5计数器清零 */
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置！！ */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING); /* 定时器5通道1设置为下降沿捕获 */
__HAL_TIM_ENABLE(&g_timx_cap_chy_handle); /* 使能定时器5 */
}
}
}
}
/* 定时器更新中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM5)
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还未成功捕获 */
{
if (g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 已经捕获到高电平了 */
{
if ((g_timxchy_cap_sta & 0X3F) == 0X3F) /* 高电平太长了 */
{
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING);/* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */
g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获了一次 */
g_timxchy_cap_val = 0XFFFF;
}
else /* 累计定时器溢出次数 */
{
g_timxchy_cap_sta++;
}
}
}
}
}
以上就是两个函数相关的编写，其实现的功能就是捕获KEY_UP按下后产生的高电平的时间
uint8_t g_timxchy_cap_sta = 0; /* 输入捕获状态 */
uint16_t g_timxchy_cap_val = 0; /* 输入捕获值 */
这两个是自行设置的变量，一个是标记捕获状态，一个是记录溢出次数。相关代码原理不做讲解，有兴趣的可以自己看一看或者听原子的视频。
int main(void)
{
uint32_t temp = 0;
uint8_t t = 0;
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
delay_init(72); /* 延时初始化 */
usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */
led_init(); /* 初始化LED */
gtim_timx_cap_chy_init(0XFFFF, 72 - 1); /* 以1Mhz的频率计数 捕获 */
while (1)
{
if (g_timxchy_cap_sta & 0X80) /* 成功捕获到了一次高电平 */
{
temp = g_timxchy_cap_sta & 0X3F;
temp *= 65536; /* 溢出时间总和 */
temp += g_timxchy_cap_val; /* 得到总的高电平时间 */
LED1_TOGGLE(); /* 翻转LED1 */
printf("HIGH:%d us\r\n", temp); /* 打印总的高点平时间 */
g_timxchy_cap_sta = 0; /* 开启下一次捕获*/
}
t++;
if (t > 20) /* 200ms进入一次 */
{
t = 0;
LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 ,提示程序运行 */
}
delay_ms(10);
}
}
以上是主函数的代码其实也没什么好说的就跟大家说一下gtim_timx_cap_chy_init(0XFFFF, 72 - 1); 函数的形参这么设置是有什么意义
首先这个计数频率是由Ft/PSC+1得来的，也就是72除以72得1MHz而这个使我们计数的精度也就是1MHz的倒数就是1us，我们每次最多计65535us而在通过我们自定义的那个变量来定义最大溢出次数得到我们最大能计算这个高电平存在多长时间。
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