cc2530定时器和捕获比较_ALIENTEK 阿波罗 STM32F767 开发板资料连载十四章 输入捕获实验...
1）實驗平臺：alientek 阿波羅 STM32F767 開發板2）摘自《STM32F7 開發指南(HAL 庫版)》關注官方微信號公眾號，獲取更多資料：正點原子
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第十四章 輸入捕獲實驗
上一章，我們介紹了 STM32F7 的通用定時器作為 PWM 輸出的使用方法，這一章，我們將
向大家介紹通用定時器作為輸入捕獲的使用。在本章中，我們將用 TIM5 的通道 1（PA0）來做
輸入捕獲，捕獲 PA0 上高電平的脈寬（用 KEY_UP 按鍵輸入高電平），通過串口打印高電平脈
寬時間，從本章分為如下幾個部分：
14.1 輸入捕獲簡介
14.2 硬件設計
14.3 軟件設計
14.4 下載驗證
14.5 STM32CubeMX 配置定時器輸入捕獲功能
14.1 輸入捕獲簡介
輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。我們以測量脈寬為例，用一個簡圖來
說明輸入捕獲的原理，如圖 14.1.1 所示：
圖 14.1.1 輸入捕獲脈寬測量原理
如圖 14.1.1 所示，就是輸入捕獲測量高電平脈寬的原理，假定定時器工作在向上計數模式，
圖中 t1~t2 時間，就是我們需要測量的高電平時間。測量方法如下：首先設置定時器通道 x 為
上升沿捕獲，這樣，t1 時刻，就會捕獲到當前的 CNT 值，然后立即清零 CNT，并設置通道 x
為下降沿捕獲，這樣到 t2 時刻，又會發生捕獲事件，得到此時的 CNT 值，記為 CCRx2。這樣，
根據定時器的計數頻率，我們就可以算出 t1~t2 的時間，從而得到高電平脈寬。
在 t1~t2 之間，可能產生 N 次定時器溢出，這就要求我們對定時器溢出，做處理，防止高
電平太長，導致數據不準確。如圖14.1.1所示，t1~t2之間，CNT計數的次數等于：N*ARR+CCRx2，
有了這個計數次數，再乘以 CNT 的計數周期，即可得到 t2-t1 的時間長度，即高電平持續時間。
輸入捕獲的原理，我們就介紹到這。
STM32F767 的定時器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定時器都有輸入捕獲功能。STM32F767
的輸入捕獲，簡單的說就是通過檢測 TIMx_CHx 上的邊沿信號，在邊沿信號發生跳變（比如上
升沿/下降沿）的時候，將當前定時器的值（TIMx_CNT）存放到對應的通道的捕獲/比較寄存器
（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發中斷/DMA 等。
本章我們用到 TIM5_CH1 來捕獲高電平脈寬，捕獲原理如圖 14.1.1 所示，這里我們就不再
多說了。接下來，我們介紹我們本章需要用到的一些寄存器配置，需要用到的寄存器有：TIMx_ARR、
TIMx_PSC、TIMx_CCMR1、TIMx_CCER、TIMx_DIER、TIMx_CR1、TIMx_CCR1 這些寄存
器在前面 2 章全部都有提到(這里的 x=5)，我們這里就不再全部羅列了，我們這里針對性的介紹
這幾個寄存器的配置。
首先 TIMx_ARR 和 TIMx_PSC，這兩個寄存器用來設自動重裝載值和 TIMx 的時鐘分頻，
用法同前面介紹的，我們這里不再介紹。
再來看看捕獲/比較模式寄存器 1：TIMx_CCMR1，這個寄存器在輸入捕獲的時候，非常有
用，有必要重新介紹，該寄存器的各位描述如圖 14.1.2 所示：
圖 14.1.2 TIMx_CCMR1 寄存器各位描述
當在輸入捕獲模式下使用的時候，對應圖 14.1.2 的第二行描述，從圖中可以看出，
TIMx_CCMR1 明顯是針對 2 個通道的配置，低八位[7：0]用于捕獲/比較通道 1 的控制，而高八
位[15：8]則用于捕獲/比較通道 2 的控制，因為 TIMx 還有 CCMR2 這個寄存器，所以可以知道
CCMR2 是用來控制通道 3 和通道 4（詳見《STM32F7 中文參考手冊》705 頁，23.4.8 節）。
這里我們用到的是 TIM5 的捕獲/比較通道 1，我們重點介紹 TIMx_CCMR1 的[7:0]位（其
高 8 位配置類似），TIMx_CCMR1 的[7:0]位詳細描述見圖 14.1.3 所示：
圖 14.1.3 TIMx_CCMR1 [7:0]位詳細描述
其中 CC1S[1:0]，這兩個位用于 CCR1 的通道配置，這里我們設置 IC1S[1:0]=01，也就是配
置 IC1 映射在 TI1 上（關于 IC1，TI1 不明白的，可以看《STM32F7 中文參考手冊》651 頁的圖
19.1 通用定時器框圖），即 CC1 對應 TIMx_CH1。
輸入捕獲 1 預分頻器 IC1PSC[1:0]，這個比較好理解。我們是 1 次邊沿就觸發 1 次捕獲，所
以選擇 00 就是了。
輸入捕獲 1 濾波器 IC1F[3:0]，這個用來設置輸入采樣頻率和數字濾波器長度。其中，
是定時器的輸入頻率（TIMxCLK），一般為 54Mhz/108Mhz（看該定時器在那個總線上），而
則是根據TIMx_CR1的CKD[1:0]的設置來確定的，如果CKD[1:0]設置為00，那么
=
。
N 值就是濾波長度，舉個簡單的例子：假設 IC1F[3:0]=0011，并設置 IC1 映射到通道 1 上，且
為上升沿觸發，那么在捕獲到上升沿的時候，再以
的頻率，連續采樣到 8 次通道 1 的電
平，如果都是高電平，則說明卻是一個有效的觸發，就會觸發輸入捕獲中斷（如果開啟了的話）。
這樣可以濾除那些高電平脈寬低于 8 個采樣周期的脈沖信號，從而達到濾波的效果。這里，我
們不做濾波處理，所以設置 IC1F[3:0]=0000，只要采集到上升沿，就觸發捕獲。
再來看看捕獲/比較使能寄存器：TIMx_CCER，該寄存器的各位描述見圖 14.1.3（在第 14
章）。本章我們要用到這個寄存器的最低 2 位，CC1E 和 CC1P 位。這兩個位的描述如圖 14.1.4
所示：
圖 14.1.4 TIMx_CCER 最低 2 位描述
所以，要使能輸入捕獲，必須設置 CC1E=1，而 CC1P 則根據自己的需要來配置。
接下來我們再看看 DMA/中斷使能寄存器：TIMx_DIER，該寄存器的各位描述見圖 13.1.2
（在第 13 章），本章，我們需要用到中斷來處理捕獲數據，所以必須開啟通道 1 的捕獲比較中
斷，即 CC1IE 設置為 1。
控制寄存器：TIMx_CR1，我們只用到了它的最低位，也就是用來使能定時器的，這里前
面兩章都有介紹，請大家參考前面的章節。
最后再來看看捕獲/比較寄存器 1：TIMx_CCR1，該寄存器用來存儲捕獲發生時，TIMx_CNT
的值，我們從 TIMx_CCR1 就可以讀出通道 1 捕獲發生時刻的 TIMx_CNT 值，通過兩次捕獲（一
次上升沿捕獲，一次下降沿捕獲）的差值，就可以計算出高電平脈沖的寬度（注意，對于脈寬
太長的情況，還要計算定時器溢出的次數）。
至此，我們把本章要用的幾個相關寄存器都介紹完了，本章要實現通過輸入捕獲，來獲取
TIM5_CH1(PA0)上面的高電平脈沖寬度，并從串口打印捕獲結果。下面我們介紹庫函數配置上
述功能輸入捕獲的步驟：
1）開啟 TIM5 和 GPIOA 時鐘，配置 PA0 為復用功能（AF2），并開啟下拉電阻。
要使用 TIM5，我們必須先開啟 TIM5 的時鐘。同時我們要捕獲 TIM5_CH1 上面的高電平
脈寬，所以先配置 PA0 為帶下拉的復用功能，同時，為了讓 PA0 的復用功能選擇連接到 TIM5，
所以設置 PA0 的復用功能為 AF2，即連接到 TIM5 上面。
開啟定時器和 GPIO 時鐘的方法和上一章是一樣的，這里我們就不做過多講解。
配置 PA0 為復用功能（AF2）并開啟下拉功能也和上一章一樣是通過函數 HAL_GPIO_Init
來實現。由于這一步配置過程和上一章幾乎沒有區別，所以這里我們直接列出配置代碼：
__HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE(); //使能 TIM5 時鐘
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //開啟 GPIOA 時鐘
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; //PA0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;
//復用推挽輸出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;
//下拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH
//高速
GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF2_TIM5; //PA0 復用為 TIM5 通道 1
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
跟上一講 PWM 輸出類似，這里我們使用的是定時器 5 的通道 1，所以我們從 STM32F7 對
應的數據手冊可以查看到對應的 IO 口為 PA0:
2）初始化 TIM5,設置 TIM5 的 ARR 和 PSC。
和上一講 PWM 輸出實驗一樣，當使用定時器做輸入捕獲功能時，在 HAL 庫中并不使用定
時器初始化函數 HAL_TIM_Base_Init 來實現，而是使用輸入捕獲特定的定時器初始化函數
HAL_TIM_IC_Init。當我們使用函數 HAL_TIM_IC_Init 來初始化定時器的輸入捕獲功能時，該
函數內部會調用輸入捕獲初始化回調函數HAL_TIM_IC_MspInit 來初始化與 MCU 無關的步驟。
函數 HAL_TIM_IC_Init 聲明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Init(TIM_HandleTypeDef *htim);
該函數非常簡單，和 HAL_TIM_Base_Init 函數以及函數 HAL_TIM_PWM_Init 使用方法是
一模一樣的，這里我們就不累贅。
回調函數 HAL_TIM_IC_MspInit 聲明如下：
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim);
該函數使用方法和 PWM 初始化回調函數 HAL_TIM_PWM_MspInit 使用方法一致。一般情
況下，輸入捕獲初始化回調函數中會編寫步驟 1 內容，以及后面講解的 NVIC 配置。
有了 PWM 實驗基礎知識，這兩個函數的使用就非常簡單，這里我們列出該步驟程序如下：
TIM_HandleTypeDef TIM5_Handler;
TIM5_Handler.Instance=TIM5; //通用定時器 5
TIM5_Handler.Init.Prescaler=89; //分頻系數
TIM5_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;
//向上計數器
TIM5_Handler.Init.Period= 0XFFFFFFFF;
//自動裝載值
TIM5_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; //時鐘分頻銀子
HAL_TIM_IC_Init(&TIM5_Handler);//初始化輸入捕獲時基參數
3）設置 TIM5 的輸入捕獲參數，開啟輸入捕獲。
TIM5_CCMR1 寄存器控制著輸入捕獲 1 和 2 的模式，包括映射關系，濾波和分頻等。這里
我們需要設置通道 1 為輸入模式，且 IC1 映射到 TI1(通道 1)上面，并且不使用濾波（提高響應
速度）器。HAL 庫是通過 HAL_TIM_IC_ConfigChannel 函數來初始化輸入比較參數的：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_ConfigChannel(TIM_HandleTypeDef *htim,
TIM_IC_InitTypeDef* sConfig, uint32_t Channel);
該函數有三個參數，第一個參數是定時器初始化結構體指針類型，該參數很好理解。第二
個參數是設置要初始化的定時器通道值，取值范圍為 TIM_CHANNEL_1~ TIM_CHANNEL_4。
接下來我們著重講解第二個入口參數 sConfig，該參數是 TIM_IC_InitTypeDef 結構體指針類型，
它是真正用來初始化定時器通道的捕獲參數的。該結構體類型定義為：
typedef struct
{
uint32_t ICPolarity;
uint32_t ICSelection;
uint32_t ICPrescaler;
uint32_t ICFilter;
} TIM_IC_InitTypeDef;
成員變量 ICPolarity 用來設置輸入信號的有效捕獲極性 ， 取 值 范 圍 為 ：
TIM_ICPOLARITY_RISING（上升沿捕獲），TIM_ICPOLARITY_FALLING（下降沿捕獲）和
TIM_ICPOLARITY_BOTHEDGE（雙邊沿）捕獲。實際上，HAL 還提供了設置輸入捕獲極性以
及清除輸入捕獲極性設置方法。如下：
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);//清除極性設置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1,
TIM_ICPOLARITY_FALLING);//定時器 5 通道 1 設置為下降沿捕獲
成員變量 ICSelection 用來設置映射關系，我們配置 IC1 直接映射在 TI1 上，選擇
TIM_ICSELECTION_DIRECTTI。
成員變量ICPrescaler用來設置輸入捕獲分頻系數，可以設置為TIM_ICPSC_DIV1（不分頻），
TIM_ICPSC_DIV2（2 分頻），TIM_ICPSC_DIV4（4 分頻）以及 TIM_ICPSC_DIV8（8 分頻），
本實驗需要設置為不分頻，所以選值為 TIM_ICPSC_DIV1。
成員變量 ICFilter 用來設置濾波器長度，這里我們不使用濾波器，所以設置為 0。
本實驗，我們要設置輸入捕獲參數為：上升沿捕獲，不分頻，不濾波，同時 IC1 映射到 TI1(通
道 1)上，實例代碼如下：
TIM_IC_InitTypeDef TIM5_CH1Config;
TIM5_CH1Config.ICPolarity=TIM_ICPOLARITY_RISING; //上升沿捕獲
TIM5_CH1Config.ICSelection=TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;//IC1 映射到 TI1 上
TIM5_CH1Config.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; //配置輸入分頻，不分頻
TIM5_CH1Config.ICFilter=0; //配置輸入濾波器，不濾波
HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM5_Handler,&TIM5_CH1Config,TIM_CHANNEL_1);
4）使能捕獲和更新中斷（設置 TIM5 的 DIER 寄存器）
因為我們要捕獲的是高電平信號的脈寬，所以，第一次捕獲是上升沿，第二次捕獲時下降
沿，必須在捕獲上升沿之后，設置捕獲邊沿為下降沿，同時，如果脈寬比較長，那么定時器就
會溢出，對溢出必須做處理，否則結果就不準了，不過，由于 STM32F7 的 TIM5 是 32 位定時
器，假設計數周期為 1us，那么需要 4294 秒才會溢出一次，這基本上是不可能的。這兩件事，
我們都在中斷里面做，所以必須開啟捕獲中斷和更新中斷。
HAL 庫中開啟定時器中斷方法在定時器中斷實驗已經講解，方法為：
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&TIM5_Handler,TIM_IT_UPDATE); //使能更新中斷
實際上，由于本章使用的是定時器的輸入捕獲功能，HAL 還提供了一個函數同時用來開啟
定時器的輸入捕獲通道和使能捕獲中斷，該函數為：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Start_IT (TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);
實際上該函數同時還使能了定時器，一個函數具備三個功能。
如果我們不需要開啟捕獲中斷，只是開啟輸入捕獲功能，HAL 庫函數為：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Start (TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);
5）使能定時器（設置 TIM5 的 CR1 寄存器）
在步驟 4 中，如果我們調用了函數 HAL_TIM_IC_Start_IT 來開啟輸入捕獲通道以及輸入捕
獲中斷，實際上它同時也開啟了相應的定時器。單獨的開啟定時器的方法為：
__HAL_TIM_ENABLE(); //開啟定時器方法
6）設置 NVIC 中斷優先級
因為我們要使用到中斷，所以我們在系統初始化之后，需要先設置中斷優先級，這里方法
跟我們前面講解一致，這里我們就不累贅了。、
這里大家要注意，一般情況下 NVIC 配置我們都會放在 MSP 回調函數中。對于輸入捕獲功
能，回調函數是我們步驟 2 講解的函數 HAL_TIM_IC_MspInit。
7） 編寫中斷服務函數
最后編寫中斷服務函數。定時器 5 中斷服務函數為：
void TIM5_IRQHandler(void);
和定時器中斷實驗一樣，一般情況下，我們都不把中斷控制邏輯直接編寫在中斷服務函數
中，因為 HAL 庫提供了一個共用的中斷處理入口函數 HAL_TIM_IRQHandler，該函數中會對
中斷來源進行判斷然后調用相應的中斷處理回調函數。HAL 庫提供了多個中斷處理回調函數，
本章實驗，我們要使用到更新中斷和捕獲中斷，所以我們要使用的回調函數為：
void
HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);//更新（溢出）中斷
void
HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);//捕獲中斷
我們只需要在我們工程中，重新定義這兩個函數，編寫中斷處理控制邏輯即可。
14.2 硬件設計
本實驗用到的硬件資源有：
1） 指示燈 DS0
2） KEY_UP 按鍵
3） 串口
4） 定時器 TIM3
5） 定時器 TIM5
前面 4 個，在之前的章節均有介紹。本節，我們將捕獲 TIM5_CH1（PA0）上的高電平脈
寬，通過 KEY_UP 按鍵輸入高電平，并從串口打印高電平脈寬。同時我們保留上節的 PWM 輸
出，大家也可以通過用杜邦線連接 PF9 和 PA0，來測量 PWM 輸出的高電平脈寬。
14.3 軟件設計
相比上一章講解的 PWM 實驗，我們直接在 timer.c 和 timer.h 中直接添加了輸入捕獲相關程
序。對于輸入捕獲，我們也同樣使用的定時器相關操作，所以相比上一實驗我們并沒有添加其
他任何 HAL 庫文件。
接下來我們來看看 timer.c 文件中新增的內容如下：
TIM_HandleTypeDef TIM5_Handler; //定時器 5 句柄
//定時器 5 通道 1 輸入捕獲配置
//arr：自動重裝值(TIM2,TIM5 是 32 位的!!) psc：時鐘預分頻數
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{
TIM_IC_InitTypeDef TIM5_CH1Config;
TIM5_Handler.Instance=TIM5;
//通用定時器 5
TIM5_Handler.Init.Prescaler=psc;
//分頻系數
TIM5_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;
//向上計數器
TIM5_Handler.Init.Period=arr;
//自動裝載值
TIM5_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; //時鐘分頻銀子
HAL_TIM_IC_Init(&TIM5_Handler); //初始化輸入捕獲時基參數
TIM5_CH1Config.ICPolarity=TIM_ICPOLARITY_RISING;
//上升沿捕獲
TIM5_CH1Config.ICSelection=TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; //映射到 TI1 上
TIM5_CH1Config.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;
//配置輸入分頻，不分頻
TIM5_CH1Config.ICFilter=0;
//配置輸入濾波器，不濾波
HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM5_Handler,&TIM5_CH1Config,TIM_CHANNEL_1);
//配置 TIM5 通道 1
HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);
//開啟 TIM5 的捕獲通道 1，并且開啟捕獲中斷
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&TIM5_Handler,TIM_IT_UPDATE); //使能更新中斷
}
//定時器 5 底層驅動，時鐘使能，引腳配置
//此函數會被 HAL_TIM_IC_Init()調用
//htim:定時器 5 句柄
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();
//使能 TIM5 時鐘
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
//開啟 GPIOA 時鐘
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0;
//PA0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;
//復用推挽輸出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;
//下拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
//高速
GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF2_TIM5;
//PA0 復用為 TIM5 通道 1
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
//初始化 PA0
HAL_NVIC_SetPriority(TIM5_IRQn,2,0); //設置中斷優先級，搶占 2，子優先級 0
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM5_IRQn); //開啟 ITM5 中斷通道
}
//捕獲狀態
//[7]:0,沒有成功的捕獲;1,成功捕獲到一次.
//[6]:0,還沒捕獲到低電平;1,已經捕獲到低電平了.
//[5:0]:捕獲低電平后溢出的次數(對于 32 位定時器來說,1us 計數器加 1,溢出時間:4294 秒)
u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //輸入捕獲狀態
u32 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//輸入捕獲值(TIM2/TIM5 是 32 位)
//定時器 5 中斷服務函數
void TIM5_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&TIM5_Handler);//定時器共用處理函數
}
//定時器更新中斷（溢出）中斷處理回調函數， 在 HAL_TIM_IRQHandler 中會被調用
void
HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//更新中斷發生時執行
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已經捕獲到高電平了
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高電平太長了
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;
//標記成功捕獲了一次
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF;
}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
}
}
}
//定時器輸入捕獲中斷處理回調函數，該函數在 HAL_TIM_IRQHandler 中會被調用
void
HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//捕獲中斷發生時執行
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//還未成功捕獲
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)
//捕獲到一個下降沿
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //標記成功捕獲到一次高電平脈寬
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=
HAL_TIM_ReadCapturedValue(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);
//獲取當前的捕獲值.
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,
TIM_CHANNEL_1); //清除設置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1,
TIM_ICPOLARITY_RISING);//上升沿捕獲
}else //還未開始,第一次捕獲上升沿
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;
//清空
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;
//標記捕獲到了上升沿
__HAL_TIM_DISABLE(&TIM5_Handler); //關閉定時器 5
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM5_Handler,0);
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,
TIM_CHANNEL_1); //清除原來設置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1,
TIM_ICPOLARITY_FALLING);//下降沿捕獲
__HAL_TIM_ENABLE(&TIM5_Handler);//使能定時器 5
}
}
}
此部分代碼包含 5 個函數。函數 TIM5_CH1_Cap_Init 和回調函數 HAL_TIM_IC_MspInit
共同用來實現 14.1 小節講解的步驟 1~6。TIM5_IRQHandler 是 TIM5 的中斷服務函數，該函數
內部和定時器中斷實驗一樣，只有一行代碼就是直接調用函數 HAL_TIM_IRQHandler。根據我
們前面的講解，函數 HAL_TIM_IRQHandler 內部會對中斷來源進行判斷（中斷標志位），然后
分別調用對應的中斷處理回調函數 ，最后還會自動清除相應的中斷標志位 。函數
HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 和
HAL_TIM_IC_CaptureCallback 就是我們要著重講解的定時
器更新中斷（溢出）以及輸入捕獲中斷處理回調函數。
同時，在該文件中我們還定義了兩個全局變量，用于輔助實現高電平捕獲。其中
TIM5CH1_CAPTURE_STA，是用來記錄捕獲狀態，該變量類似我們在 usart.c 里面自行定義的
USART_RX_STA 寄存器(其實就是個變量，只是我們把它當成一個寄存器那樣來使用)。
TIM5CH1_CAPTURE_STA 各位描述如表 14.3.1 所示：
表 14.3.1 TIM5CH1_CAPTURE_STA 各位描述
另外一個變量 TIM5CH1_CAPTURE_VAL，則用來記錄捕獲到下降沿的時候，TIM5_CNT
的值。
現在我們來介紹一下，捕獲高電平脈寬的思路：首先，設置 TIM5_CH1 捕獲上升沿，這在
TIM5_Cap_Init 函數執行的時候就設置好了，然后等待上升沿中斷到來，當捕獲到上升沿中斷
（執行中斷處理回調函數
HAL_TIM_IC_CaptureCallback），此時如果TIM5CH1_CAPTURE_STA
的第 6 位為 0，則表示還沒有捕獲到新的上升沿，就先把
TIM5CH1_CAPTURE_STA、TIM5CH1_CAPTURE_VAL 和計數器值 TIM5->CNT 等清零，然后
再設置 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 6 位為 1，標記捕獲到高電平，最后設置為下降沿捕獲，
等待下降沿到來。如果等待下降沿到來期間，定時器發生了溢出（執行溢出中斷處理回調函數
HAL_TIM_PeriodElapsedCallback），就在 TIM5CH1_CAPTURE_STA 里面對溢出次數進行計數，
當最大溢出次數來到的時候，就強制標記捕獲完成（雖然此時還沒有捕獲到下降沿）。當下降沿
到來的時候，先設置 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位為 1，標記成功捕獲一次高電平，然
后讀取此時的定時器值到 TIM5CH1_CAPTURE_VAL 里面，最后設置為上升沿捕獲，回到初始
狀態。
這樣，我們就完成一次高電平捕獲了，只要 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位一直為 1，
那么就不會進行第二次捕獲，我們在main函數處理完捕獲數據后，將TIM5CH1_CAPTURE_STA
置零，就可以開啟第二次捕獲。
timer.h 頭文件內容比較簡單，主要是函數申明，這里我們不做過多講解。
接下來，我們看看 main 函數內容：
extern u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA;
//輸入捕獲狀態
extern u32
TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//輸入捕獲值
int main(void)
{
long long temp=0;
Cache_Enable();
//打開 L1-Cache
HAL_Init();
//初始化 HAL 庫
Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //設置時鐘,216Mhz
delay_init(216);
//延時初始化
uart_init(115200);
//串口初始化
LED_Init();
//初始化 LED
TIM3_PWM_Init(500-1,108-1); //108M/108=1M 的計數頻率，自動重裝載為 500，
//那么 PWM 頻率為 1M/500=2kHZ
TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,108-1); //以 1MHZ 的頻率計數
while(1)
{
delay_ms(10);
TIM_SetTIM3Compare4(TIM_GetTIM3Capture4()+1);
if(TIM_GetTIM3Capture4()==300)TIM_SetTIM3Compare4(0);
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)
//成功捕獲到了一次高電平
{
temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
temp*=0XFFFFFFFF;
//溢出時間總和
temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL; //得到總的高電平時間
printf("HIGH:%lld usrn",temp);//打印總的高點平時間
TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //開啟下一次捕獲
}
}
}
該 main 函數是在 PWM 實驗的基礎上修改來的，我們保留了 PWM 輸出，同時通過設置
TIM5_Cap_Init(0XFFFFFFFF,108-1)，將 TIM5_CH1 的捕獲計數器設計為 1us 計數一次，并設置
重裝載值為最大，所以我們的捕獲時間精度為 1us。
主函數通過 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位，來判斷有沒有成功捕獲到一次高電平，
如果成功捕獲，則將高電平時間通過串口輸出到電腦。
至此，我們的軟件設計就完成了。
14.4 下載驗證
在完成軟件設計之后，將我們將編譯好的文件下載到阿波羅 STM32 開發板上，可以看到
DS0 的狀態和上一章差不多，由暗?亮的循環。說明程序已經正常在跑了，我們再打開串口調
試助手，選擇對應的串口，然后按 KEY_UP 按鍵，可以看到串口打印的高電平持續時間，如圖
14.4.1 所示：
圖 14.4.1 PWM 控制 DS0 亮度
從上圖可以看出，其中有 2 次高電平在 100us 以內的，這種就是按鍵按下時發生的抖動。
這就是為什么我們按鍵輸入的時候，一般都需要做防抖處理，防止類似的情況干擾正常輸入。
大家還可以用杜邦線連接 PA0 和 PB1，看看上一節中我們設置的 PWM 輸出的高電平是如何變
化的。
14.5 STM32CubeMX 配置定時器輸入捕獲功能
使用 STM32CubeMX 配置輸入捕獲功能初始化代碼步驟如下：
① 在 Pinout->TIM5 配置項中，配置 Channel1 的值為 Input Capture direct mode，然后選中
Internal Clock。操作過程如下圖 14.5.1 所示：
圖 14.5.1 TIM3 配置
② 進入 Configuration->TIM5 配置頁，在彈出的界面中點擊 Parameter Settings 選項卡，
Counter Settings 配置欄下面的四個選項就是用來配置定時器的預分頻系數，自動裝載
值，計數模式以及時鐘分頻因子。在界面的 Input Capture Channel 1 配置欄配置輸入捕
獲通道 1 的捕獲極性，分頻系數，映射，濾波器等參數，操作方法如下圖 14.5.2 所示：
③ 進入 Configuration->NVIC 配置頁，在彈出的界面中點擊 NVIC 選項卡，配置 Interrupt
Table 中的 TIM5 global interrupt，使能中斷，配置搶占優先級和響應優先級。
配置完上面步驟后，生成代碼。在生成的代碼中，并沒有使能相應中斷的代碼，也沒有改
寫中斷處理回調函數，這些都是用戶根據自己需要來編寫的，這也說明 STM32CubeMX 不是萬
能的，大家還得認真學習 STM32 基礎知識。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的cc2530定时器和捕获比较_ALIENTEK 阿波罗 STM32F767 开发板资料连载十四章 输入捕获实验...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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