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15.3 软件设计 本章，我们依旧是在前一章的基础上修改代码，先打开之前的工程，然后我们在上一章的基础上，在timer.c里面加入如下代码： //定时器5通道1输入捕获配置 //arr：自动重装值 //psc：时钟预分频数 void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) { RCC->APB1ENR|=1<<3; //TIM5 时钟使能 RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA时钟 GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0; //PA0 清除之前设置 GPIOA->CRL|=0X00000008; //PA0 输入 GPIOA->ODR|=0<<0; //PA0 下拉 TIM5->ARR=arr; //设定计数器自动重装值 TIM5->PSC=psc; //预分频器 TIM5->CCMR1|=1<<0; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上 TIM5->CCMR1|=0<<4; //IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波 TIM5->CCMR1|=0<<10; //IC2PS=00 配置输入分频,不分频 TIM5->CCER|=0<<1; //CC1P=0 上升沿捕获 TIM5->CCER|=1<<0; //CC1E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中 TIM5->DIER|=1<<1; //允许捕获中断 TIM5->DIER|=1<<0; //允许更新中断 TIM5->CR1|=0x01; //使能定时器2 MY_NVIC_Init(2,0,TIM5_IRQChannel,2);//抢占2，子优先级0，组2 } //捕获状态 //[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 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) { u16 tsr; tsr=TIM5->SR; if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获 { if(tsr&0X01)//溢出 { 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(tsr&0x02)//捕获1发生捕获事件 { if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿 { TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM5->CCR1;//获取当前的捕获值. TIM5->CCER&=~(1<<1); //CC1P=0 设置为上升沿捕获 }else //还未开始,第一次捕获上升沿 { TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //清空 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0; TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿 TIM5->CNT=0; //计数器清空 TIM5->CCER|=1<<1; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 } } } TIM5->SR=0;//清除中断标志位 } 此部分代码包含2个函数，其中TIM5_Cap_Init函数用于TIM5通道1的输入捕获设置，其设置和我们上面讲的步骤是一样的，这里就不多说，重点来看看第二个函数。 TIM5_IRQHandler是TIM5的中断服务函数，该函数用到了两个全局变量，用于辅助实现高电平捕获。其中TIM5CH1_CAPTURE_STA，是用来记录捕获状态，该变量类似我们在usart.c里面自行定义的USART_RX_STA寄存器。TIM5CH1_CAPTURE_STA各位描述如表15.3.1所示：
TIM5CH1_CAPTURE_STA
| bit7
| bit6
| bit5~0
| 捕获完成标志
| 捕获到高电平标志
| 捕获高电平后定时器溢出的次数 |
表15.3.1 TIM5CH1_CAPTURE_STA各位描述 另外一个变量TIM5CH1_CAPTURE_VAL，则用来记录捕获到下降沿的时候，TIM5_CNT的值。 现在我们来介绍一下，捕获高电平脉宽的思路：首先，设置TIM5_CH1捕获上升沿，这在TIM5_Cap_Init函数执行的时候就设置好了，然后等待上升沿中断到来，当捕获到上升沿中断，此时如果TIM5CH1_CAPTURE_STA的第6位为0，则表示还没有捕获到新的上升沿，就先把 TIM5CH1_CAPTURE_STA、TIM5CH1_CAPTURE_VAL和TIM5->CNT等清零，然后再设置TIM5CH1_CAPTURE_STA的第6位为1，标记捕获到高电平，最后设置为下降沿捕获，等待下降沿到来。如果等待下降沿到来期间，定时器发生了溢出，就在TIM5CH1_CAPTURE_STA里面对溢出次数进行计数，当最大溢出次数来到的时候，就强制标记捕获完成（虽然此时还没有捕获到下降沿）。当下降沿到来的时候，先设置TIM5CH1_CAPTURE_STA的第7位为1，标记成功捕获一次高电平，然后读取此时的定时器值到TIM5CH1_CAPTURE_VAL里面，最后设置为上升沿捕获，回到初始状态。 这样，我们就完成一次高电平捕获了，只要TIM5CH1_CAPTURE_STA的第7位一直为1，那么就不会进行第二次捕获，我们在main函数处理完捕获数据后，将TIM5CH1_CAPTURE_STA置零，就可以开启第二次捕获。 接着我们修改timer.h如下： #ifndef __TIMER_H #define __TIMER_H #include "sys.h" //通过改变TIM3->CCR2的值来改变占空比，从而控制LED0的亮度 #define LED0_PWM_VAL TIM3->CCR2 void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc); void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc); void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc); #endif 这里比较简单，就不多说了。 接下来，我们修改主程序里面的main函数如下： 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; Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置 uart_init(72,9600); //串口初始化为9600 delay_init(72); //延时初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 TIM3_PWM_Init(899,72-1); //不分频。PWM频率=72000/(899+1)=80Khz TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以1Mhz的频率计数 while(1) { delay_ms(10); LED0_PWM_VAL++; if(LED0_PWM_VAL==300)LED0_PWM_VAL=0; if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到了一次高电平 { 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 } } } 该main函数是在PWM实验的基础上修改来的，我们保留了PWM输出，同时通过设置TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1)，将TIM5_CH1的捕获计数器设计为1us计数一次，并设置重装载值为最大，所以我们的捕获时间精度为1us。 主函数通过TIM5CH1_CAPTURE_STA的第7位，来判断有没有成功捕获到一次高电平，如果成功捕获，则将高电平时间通过串口输出到电脑。 至此，我们的软件设计就完成了。 15.4 下载验证 在完成软件设计之后，将我们将编译好的文件下载到战舰STM32开发板上，可以看到DS0的状态和上一章差不多，由暗à亮的循环。说明程序已经正常在跑了，我们再打开串口调试助手，选择对应的串口，然后按WK_UP按键，可以看到串口打印的高电平持续时间，如图15.4.1所示：
图15.4.1 PWM控制DS0亮度 从上图可以看出，其中有2次高电平在50us以内的，这种就是按键按下时发生的抖动。这就是为什么我们按键输入的时候，一般都需要做防抖处理，防止类似的情况干扰正常输入。大家还可以用杜邦线连接PA0和PB5，看看上一节中我们设置的PWM输出的高电平是如何变化的。 | 
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