STM32F103学习笔记 （九） 输入捕获实验

这个实验是用 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。

初始化里边先设置上升沿为输入捕捉，进入捕捉中断后，记录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。

相应的配置步骤为：
（1）开启TIM5时钟和GPIO时钟，设置PA0为下拉输入

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。（3）设置
TIM5 的输入比较参数，开启输入捕获。（4）使能捕获和更新中断（设置
TIM5 的 DIER 寄存器） （5）设置中断分组，编写中断服务函数 。

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）

TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器 5

timer.c中：

//定时器 5 通道 1 输入捕获配置
TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //①使能 TIM5 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //①使能 GPIOA 时钟
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//初始化 GPIOA.0 ①
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;  //PA0 设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化 GPIOA.0
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);  //PA0 下拉
//②初始化 TIM5 参数
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; // TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx
//③初始化 TIM5 输入捕获通道 1
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); //初始化 TIM5 输入捕获通道 1
//⑤初始化 NVIC 中断优先级分组
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;  //TIM3 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);   //初始化 NVIC
TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//④允许更新中断捕获中断
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );  //⑥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
//⑤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)
{
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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) //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上升沿
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //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;
TIM_SetCounter(TIM5,0);
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;  //标记捕获到了上升沿
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling); //设置为下降沿捕获
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}

其中重要的是TIM5 的中断服务函数，TIM5CH1_CAPTURE_STA，是用来记录捕获状态：


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。

main.c：

<span style="font-size:14px;">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
uart_init(9600);  //串口初始化波特率为 9600
LED_Init();  //LED 端口初始化
TIM3_PWM_Init(899,0); //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);
TIM_SetCompare2(TIM3,TIM_GetCapture2(TIM3)+1);
if(TIM_GetCapture2(TIM3)==300)
TIM_SetCompare2(TIM3,0);
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次上升沿
{
temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
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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
}
}
}</span>

如果用杜邦线把PB5和PA0连起来，就会看到串口助手里以固定的时间宽度输出。