详解STM32定时器捕获功能

一、STM32定时器捕获功能

STM32的定时器是支持信号输入捕获的，何为输入捕获？主要做什么应用？

输入捕获：通过检测TIMx_CHx上的边沿信号，在边沿信号发生跳变的时候，将当前的定时器的值(TIMx_CNT)存放到对应的捕获比较寄存器里面，完成一次捕获。输入捕获主要应用于测量信号的脉宽或频率。

下图是定时器原理图的输入捕获框图部分

第一部分是设置滤波器，用来对信号进行滤波，信号从TI1输入，通过滤波器，输出TIF信号，正常情况下信号没有抖动，TI1F信号等于TI1的输入信号。

ICF[3:0]用来设置输入采样频率的数字滤波器的长度，如ICF=0011,会在捕获上升沿时，以fCK_INT的频率连续采样八次通道1的信号电平，若都为高电平，则说明这是一个有效的触发，就会触发捕获中断，这样就可以滤除那些高电平低于八个采样周期的脉冲信号，达到滤波的效果，如果不做滤波处理，设置为ICF=0000,只要检测到跳边沿，就会触发捕获。

在TIMx捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1）的位7:4

fDTS频率根据TIMx_CR1的CKD[1:0]设置

位9:8 CKD:时钟分频，此位域指示定时器时钟(CK_INT)频率与数字滤波器所使用的采样时钟(ETR、TIx)之间的分频比。

第二部分：设置输入捕获极性：配置边沿检测器检测上升沿还是下降沿。在TIMx捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）的

第三部分：设置输入捕获映射通道：通道一信号也可以映射到通道二上，同理通道二信号也可以映射到通道一上。在TIMx捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1）的

第四部分：设置输入输出捕获分频器，就是设置检测到几次跳变后触发捕获。在TIMx捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1）的

同时要开启输入捕获1使能，在TIMx捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）的

第五部分：捕获到有效信号开启中断。在DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

二、输入捕获配置步骤

输入捕获配置的一般步骤

① 初始化定时器和通道对应IO的时钟。

② 初始化IO口，模式为复用：

③设置引脚复用映射:

④初始化定时器ARR，PSC

⑤初始化输入捕获通道

⑥如果要开启捕获中断，

⑦使能定时器：

⑧编写中断服务函数：

三、输入捕获编程

以TIM5_CH1为例，

//定时器5通道1输入捕获配置
//arr：自动重装值(TIM5是32位)
//psc：时钟预分频数
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{     
  RCC->APB1ENR|=1<<3;     //TIM5 时钟使能 
  RCC->AHB1ENR|=1<<0;     //使能PORTA时钟  
  GPIO_Set(GPIOA,PIN0,GPIO_MODE_AF,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_100M,GPIO_PUPD_PD);//复用功能,下拉
  GPIO_AF_Set(GPIOA,0,2);  //PA0,AF2
  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;   //IC1PS=00   配置输入分频,不分频 
  TIM5->CCMR1|=1<<0;    //CC1S=01   选择输入端 IC1映射到TI1上
  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->EGR=1<<0;      //软件控制产生更新事件,使写入PSC的值立即生效,否则将会要等到定时器溢出才会生效!
  TIM5->DIER|=1<<1;     //允许捕获1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_IRQn,2);//抢占2，子优先级0，组2

中断服务函数：

//中断服务函数
//捕获状态，定义一个u8变量TIM5CH1_CAPTURE_STA,表示输入捕获状态
//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
//[6]:0,还没捕获到低电平（下降沿）;1,已经捕获到低电平（下降沿）了.
//[5:0]:捕获高电平后溢出的次数(对于32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;                  //输入捕获状态                
u32  TIM5CH1_CAPTURE_VAL;                   //输入捕获值(TIM5是32位)
//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)          //定时器溢出，说明已经捕获到上升沿，本次捕获的是下降沿
      {
        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=0XFFFFFFFF;
        }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
      }   
    }
    if(tsr&0x02)                      //CH1发生捕获事件，已经捕获到上升沿,TIMx_CCR1中已捕获到计数器值(IC1上已检测到与所选极性匹配的边沿)
    {  
      if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)    //CC1IF为1,说明已经捕获到了上升沿(第一次捕获上升沿参考else)，本次捕获到的是下降沿     
      {          
        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.CCR1为上一个输入捕获1事件(IC1)发生时的计数器的值
         TIM5->CCER&=~(1<<1);         //CC1P=0 设置为上升沿捕获，为下一次捕获做准备
      }else                           //还未开始,第一次捕获上升沿
      {
        TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;        //清空
        TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;        //捕获值清零
        TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;    //标记捕获到了上升沿
        TIM5->CR1&=~(1<<0)    ;       //使能定时器2
         TIM5->CNT=0;                 //计数器清空
         TIM5->CCER|=1<<1;            //CC1P=1 设置为下降沿捕获
        TIM5->CR1|=0x01;              //使能定时器2
      }        
    }                              
   }
  TIM5->SR=0;//清除中断标志位   
}