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            新聞中心

            STM32輸入捕獲模式

            作者: 時間:2016-11-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。STM32的定時器,除了TIM6和TIM7,其他定時器都有輸入捕獲功能。STM32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(fā)生跳變(比如上升沿/下降沿)的時候,將當(dāng)前定時器的值(TIMx_CNT)存放到對應(yīng)的通道的捕獲/比較寄存(TIMx_CCRx)里面,完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發(fā)中斷/DMA 等.
            例如:我們用到TIM5_CH1來捕獲高電平脈寬,也就是要先設(shè)置輸入捕獲為上升沿檢測,記錄發(fā)生上升沿的時候TIM5_CNT的值。然后配置捕獲信號為下降沿捕獲,當(dāng)下降沿到來時,發(fā)生捕獲,并記錄此時的TIM5_CNT值。這樣,前后兩次TIM5_CNT之差,就是高電平的脈寬,同時TIM5的計數(shù)頻率我們是知道的,從而可以計算出高電平脈寬的準確時間。
            首先TIMx_ARR和TIMx_PSC,這兩個寄存器用來設(shè)自動重裝載值和TIMx的時鐘分頻。
            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;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《STM32參考手冊》290頁,14.4.8節(jié))。
            這里用到TIM5的捕獲/比較通道1,我們重點介紹TIMx_CMMR1的[7:0]位(其實高8位配置類似)。
            再來看看捕獲/比較使能寄存器:TIMx_CCER;
            接下來我們再看看DMA/中斷使能寄存器:TIMx_DIER,我們需要用到中斷來處理捕獲數(shù)據(jù),所以必須開啟通道1的捕獲比較中斷,即CC1IE設(shè)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;
            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(fā)生時,TIMx_CNT的值,我們從TIMx_CCR1就可以讀出通道1捕獲發(fā)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。
            使能捕獲和更新中斷(設(shè)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(shè)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(jié)果就不準了。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。
            PWM輸入捕獲模式
            一、概念理解
            PWM輸入捕獲模式時輸入捕獲模式的特例
            1、每個定時器有四個輸入通道IC1、IC2、IC3、IC4,且IC1 IC2一組,IC3 IC4一組,并可是設(shè)置管腳和寄存器的對應(yīng)關(guān)系
            2、兩個TI輸出映射了兩個ICx信號
            3、這兩個ICx信號分別在相反的極性邊沿有效
            4、兩個邊沿信號中的一個被選為觸發(fā)信號,并且從模式控制器被設(shè)置成復(fù)位模式
            5、當(dāng)觸發(fā)信號來臨時,被設(shè)置成觸發(fā)輸入信號的捕獲寄存器,捕獲“一個PWM周期(即連續(xù)的兩個上升沿或下降沿)”,他等于包含TIM時鐘周期的個數(shù)(即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計數(shù)個數(shù)n)
            6、同樣另一個捕獲通道捕獲觸發(fā)信號和下一個相反極性的邊沿信號的計數(shù)個數(shù)m,即(即高電平的周期或低電平的周期)
            7、由此可以計算出PWM的時鐘周期和占空比
            Frequency=f(TIM時鐘頻率)/n
            Duty cycle =(高電平計數(shù)個數(shù))/n
            若m為高電平計數(shù)個數(shù),則duty cycle=m/n;
            若m位低電平計數(shù)個數(shù),則duty cycle=(n-m)/n
            注:因為計數(shù)器為16位,所以一個周期最多計數(shù)65535個,所以測得的最小頻率=TIM時鐘頻率/65535
            二、程序設(shè)計
            1、程序概述:選擇TIM3作為PWM輸入捕獲。IC2設(shè)置為上升沿,并設(shè)置為有效的觸發(fā)輸入信號,所以IC2的捕獲寄存器捕獲PWM周期01 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘配置
            02 RCC_APP2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
            03
            04 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //GPIO配置
            05 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
            06 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
            07 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
            08
            09 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //NVIC配置
            10 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannePreemptionPriority = 0;
            11 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
            12 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
            13 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
            14
            15 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道選擇
            16 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿觸發(fā)
            17 TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對應(yīng)關(guān)系
            18 TIM_ICInitStructure.TIM_ICPSC_DIV1;//輸入預(yù)分頻,意思是控制在多少個輸入周期做一個捕獲,如果輸入的信號頻率沒有變,測得的周期也不會變,比如選擇四分頻,則沒四個輸入周期做一次捕獲,這昂再輸入信號不頻繁的情況下,可以減少軟件被不斷中斷的次數(shù)
            19
            20 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFiter = 0x0; //濾波設(shè)置,經(jīng)歷幾個周期跳變認定波形穩(wěn)定0x0-0xf;
            21 TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據(jù)參數(shù)配置TIM外設(shè)信息
            22 TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2);
            23 TIM_SelectMasterSalveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable);
            24 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
            25 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE);
            26
            27 void TIM3_IRQHandler(void)
            28 {
            29 TIM_CLearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC3);
            30 IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3);
            31 if(IC2Value != 0)
            32 {
            33 DutyCyle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value;
            34 Frequency = 72000000 / IC2Value;
            35 }
            36 else
            37 {
            38 DutyCycle = 0;
            39 Frequency = 0;
            40 }
            41
            42 }
            43
            44 注(一):若想改變測量的PWM頻率范圍,可將TIM時鐘頻率做分頻處理
            45
            46 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0~FFFF
            47 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5; //時鐘分頻,分頻數(shù)為5+1即6分頻
            48 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時鐘分割
            49 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式
            50 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化
            51 注注(二):定時器TIM的倍頻器X1或X2。在APB分頻為1時,倍頻值為1,否則為2
            ICInitStructre結(jié)構(gòu)體的定義
            01 typedef struct
            02 {
            03 u16 TIM_ICMode;
            04 u16 TIM_Channel;
            05 u16 TIM_ICPolarity;
            06 u16 TIM_ICSelection;
            07 u16 TIM_ICPrescaler;
            08 u16 TIM_ICFilter;
            09 } TIM_ICInitTypeDef;
            10
            11
            12
            13 TIM_ICMode定義
            14 TIM_ICMode_ICAP TIM使用輸入捕獲模式
            15 TIM_ICMode_PWM1 TIM使用輸入PWM模式
            16
            17 TIM_Channel
            18 TIMChannel選擇通道
            19 TIM_Channel_1 使用TIM通道1
            20 TIM_Channel_2 使用TIM通道2
            21 TIM_Channel_3 使用TIM通道3
            22 TIM_Channel_4 使用TIM通道4
            23
            24 TIM_ICPolarity
            25 TIM_ICPolarity輸入活動沿
            26 TIM_ICPolarity_Rising TIM輸入捕獲上升沿
            27 TIM_ICPolarity_Falling TIM輸入捕獲下降沿
            28
            29 TIM_ICSelection
            30 TIM_ICSelection選擇輸入
            31 TIM_ICSelection_DirectTI TIM輸入2,3或4選擇對應(yīng)的IC1或IC2或IC3或IC4相連
            32 TIM_ICSelection_IndirectTI TIM輸入2,3或4選的對應(yīng)與IC2或IC1或IC4或IC3相連
            33 TIM_ICSelection_TRC TIM輸入2,3或3選擇與TRC相連
            34
            35 TIM_ICPrescaler
            36 TIM_ICPSC_DIV1 TIM捕獲在捕獲輸入行每探測到一個邊沿執(zhí)行一次
            37 TIM_ICPS_DIV2 TIM捕獲每2個事件執(zhí)行一次
            38 TIM_ICPS_DIV3 TIM捕獲每3個事件執(zhí)行一次
            39 TIM_ICPS_DIV4 TIM捕獲每4個事件執(zhí)行一次



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