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

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1. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //使能 TIM5 时钟  
2. 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 。

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1. if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET){}//判断是否为更新中断  
2. if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判断是否发生捕获事件  
3. 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）

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1. TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器 5  

timer.c中：

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1. //定时器 5 通道 1 输入捕获配置  
2. TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;  
3. void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)  
4. {  
5. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
6. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;  
7. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  
8. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //①使能 TIM5 时钟  
9. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //①使能 GPIOA 时钟  
10. 215  
11. //初始化 GPIOA.0 ①  
12. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;  //PA0 设置  
13. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入  
14. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化 GPIOA.0  
15. GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);  //PA0 下拉  
16. //②初始化 TIM5 参数  
17. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;  //设定计数器自动重装值  
18. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;  //预分频器  
19. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // TDTS = Tck_tim  
20. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式  
21. TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx  
22. //③初始化 TIM5 输入捕获通道 1  
23. TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端 IC1 映射到 TI1 上  
24. TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;  //上升沿捕获  
25. TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上  
26. TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;  //配置输入分频,不分频  
27. TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波  
28. TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure); //初始化 TIM5 输入捕获通道 1  
29. //⑤初始化 NVIC 中断优先级分组  
30. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;  //TIM3 中断  
31. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //先占优先级 2 级  
32. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //从优先级 0 级  
33. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  //IRQ 通道被使能  
34. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   //初始化 NVIC  
35. TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//④允许更新中断捕获中断  
36. TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );  //⑥使能定时器 5  
37. }  
38. u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态   
39. u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//输入捕获值  
40. //⑤定时器 5 中断服务程序  
41. void TIM5_IRQHandler(void)  
42. {  
43. if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获  
44. {   
45. if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)  
46. {   
47. 216  
48. if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40) //已经捕获到高电平了  
49. {  
50. if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了  
51. {  
52. TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获了一次  
53. TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;  
54. }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;  
55. }  
56. }  
57. if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET) //捕获 1 发生捕获事件  
58. {  
59. if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)  //捕获到一个下降沿  
60. {   
61. TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;  //标记成功捕获到一次上升沿  
62. TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);  
63.  TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //设置为上升沿捕获  
64. }else  //还未开始,第一次捕获上升沿  
65. {  
66. TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;  //清空  
67. TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;  
68. TIM_SetCounter(TIM5,0);  
69. TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;  //标记捕获到了上升沿  
70.  TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling); //设置为下降沿捕获  
71. }   
72. }     
73. }  
74.  TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位  
75. }  

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：

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1. <span style="font-size:14px;">extern u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA; //输入捕获状态   
2. extern u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值  
3. int main(void)  
4. {  
5. u32 temp=0;  
6. delay_init();   //延时函数初始化   
7. NVIC_Configuration();  //设置 NVIC 中断分组 2  
8. uart_init(9600);  //串口初始化波特率为 9600  
9. LED_Init();  //LED 端口初始化  
10. TIM3_PWM_Init(899,0); //不分频。 PWM 频率=72000/(899+1)=80Khz  
11. TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1); //以 1Mhz 的频率计数  
12.  while(1)  
13. {  
14. delay_ms(10);  
15. TIM_SetCompare2(TIM3,TIM_GetCapture2(TIM3)+1);  
16. if(TIM_GetCapture2(TIM3)==300)  
17. TIM_SetCompare2(TIM3,0);  
18. if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次上升沿  
19. {  
20. temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;  
21. 218  
22. temp*=65536;//溢出时间总和  
23. temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到总的高电平时间  
24. printf("HIGH:%d us\r\n",temp); //打印总的高点平时间  
25. TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获  
26. }  
27. }  
28. }</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。