STM32——通用定时器输入捕获实验（脉冲宽度）

1.通用定时器捕获脉冲原理

2.通用定时器捕获脉冲原理

1，配置定时器基础工作参数 HAL_TIM_IC_Init()

2，定时器输入捕获MSP初始化 HAL_TIM_IC_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等

3，配置输入通道映射、捕获边沿等 HAL_TIM_IC_ConfigChannel()

4，设置优先级，使能中断 HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()

5，使能定时器更新中断 __HAL_TIM_ENABLE_IT()

6，使能捕获、捕获中断及计数器 HAL_TIM_IC_Start_IT()

7，编写中断服务函数 TIMx_IRQHandler()等 HAL_TIM_IRQHandler()

8，编写更新中断和捕获回调函数：

HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() HAL_TIM_IC_CaptureCallback()

3.通用定时器输入捕获实验

3.1 gtim.h

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#ifndef __GTIM_H
#define __GTIM_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"

//TIMX输入捕获定义
//这里使用的是TIM5_CH1,捕获WK_UP按键的输入，特别注意默认用的PA0,设置的是下拉电阻
//1.GPIOA与GPIO_PIN_0宏定义，引脚时钟使能，AF复用功能设置
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_PORT                GPIOA             //GPIOA宏定义            
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_PIN                 GPIO_PIN_0        //GPIO_PIN_0宏定义
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_CLK_ENABLE()        do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();}while(0)  //PA口时钟使能
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_AF                  GPIO_AF2_TIM5       // AF功能选择  

//2.定时器5寄存器基地址、定时器5中断标志，定时器5中断处理函数、定时器通道选择、定时器5的输出比较寄存器、定时器5的时钟使能
#define GTIM_TIMX_CAP                   TIM5                   //定时器5寄存器基地址
#define GTIM_TIMX_CAP_IRQn              TIM5_IRQn              //定时器5中中断标志
#define GTIM_TIMX_CAP_IRQHandler        TIM5_IRQHandler        //定时器5中断处理函数
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY               TIM_CHANNEL_1          //定时器通道选择
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY_CCRX          TIM5->CCR1             //定时器5的输出比较寄存器
#define GTIM_TIMX_CAP_CHY_CLK_ENABLE()  do{ __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();}while(0)  //定时器5的时钟使能

//3.通用定时器输入捕获 通道Y、初始化函数
void gtim_timx_cap_chy_init(uint32_t arr,uint16_t psc);

#endif

3.1 gtim.c

c 复制代码

#include "./BSP/TIMER/gtim.h"
#include "./BSP/LED/led.h"


//1.定时器X句柄定义
TIM_HandleTypeDef g_tim_cap_chy_handler;

// * @brief       通用定时器TIMX 通道Y 输入捕获 初始化函数
// * @note
// *              通用定时器的时钟来自APB1,当PPRE1 ≥ 2分频的时候
// *              通用定时器的时钟为APB1时钟的2倍, 而APB1为42M, 所以定时器时钟 = 84Mhz
// *              定时器溢出时间计算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
// *              Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
// *
// * @param       arr: 自动重装值
// * @param       psc: 预分频系数
// * @retval      无

//2.通用定时器TIMX，通道Y 输入捕获初始化
void gtim_timx_cap_chy_init(uint32_t arr,uint16_t psc)
{
    TIM_IC_InitTypeDef timx_ic_cap_chy = {0};                      //输入捕获结构体定义
    //通用定时器工作参数初始化
    g_tim_cap_chy_handler.Instance = GTIM_TIMX_CAP;                //定时器5
    g_tim_cap_chy_handler.Init.Period = arr;                       //自动重装载值
    g_tim_cap_chy_handler.Init.Prescaler= psc;                     //预分频系数
    g_tim_cap_chy_handler.Init.CounterMode= TIM_COUNTERMODE_UP;    //递增计数
    HAL_TIM_IC_Init(&g_tim_cap_chy_handler);                       //定时器初始化        
    
    //4.配置输入通道映射、捕获边沿等
    timx_ic_cap_chy.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;            //上升沿捕获
    timx_ic_cap_chy.ICSelection= TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;         //映射到TI1上
    timx_ic_cap_chy.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;                    //不分频
    timx_ic_cap_chy.ICFilter=0;                                    //不滤波
    HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&g_tim_cap_chy_handler, &timx_ic_cap_chy, GTIM_TIMX_CAP_CHY); //配置定时器5通道1
    
    //6.使能捕获，捕获中断及计数器
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&g_tim_cap_chy_handler, GTIM_TIMX_CAP_CHY);
}

//3.通用定时器TIMX，通道Y 输入捕获初始化接口包括GPIO、NVIC、Clock等
//此函数会被HAL_TIM_IC_Init()调用
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance == GTIM_TIMX_CAP)                           //TIM5通道捕获
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
        //GPIO时钟使能
        GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_CLK_ENABLE();
        //TIM5定时器时钟使能
        GTIM_TIMX_CAP_CHY_CLK_ENABLE();

        //GPIO初始化
        gpio_init_struct.Pin = GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_PIN;             //输入捕获GPIO口
        gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                         //下拉电阻
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;                       //复用推挽输出
        gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;                 //高速     
        gpio_init_struct.Alternate = GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_AF;        //复用为捕获为TIM5的通道1        
        HAL_GPIO_Init(GTIM_TIMX_CAP_CHY_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); \
        
        //5 设置中断优先级、中断使能
         HAL_NVIC_SetPriority(GTIM_TIMX_CAP_IRQn,1,3);
         HAL_NVIC_EnableIRQ(GTIM_TIMX_CAP_IRQn);
    }
}


//7.编写定时器5中断服务函数
void GTIM_TIMX_CAP_IRQHandler()
{
     HAL_TIM_IRQHandler(&g_tim_cap_chy_handler);                      //定时器公共中断处理函数
}
//* 输入捕获状态(g_timxchy_cap_sta)
// * [7]  :0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
// * [6]  :0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.
// * [5:0]:捕获高电平后溢出的次数,最多溢出63次,所以最长捕获值 = 63*65536 + 65535 = 4194303
// *       注意:为了通用,我们默认ARR和CCRy都是16位寄存器,对于32位的定时器(如:TIM5),也只按16位使用
// *       按1us的计数频率,最长溢出时间为:4194303 us, 约4.19秒
// *
// *      (说明一下：正常32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
// *
uint8_t g_timxchy_cap_sta = 0;            //输入捕获状态
uint16_t g_timxchy_cap_val = 0;           //输入捕获值
//8.定时器捕获中断处理回调函数
//该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被调用
//此函数被调用代表发生了捕获
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if((g_timxchy_cap_sta & 0X80)==0)          //还没有成功捕获
    {
        //8.2//捕获到一个下降沿
        if(g_timxchy_cap_sta & 0X40)           
        {
            //8.2.1标记成功捕捉到一次电频脉冲
           g_timxchy_cap_sta |= 0X80;
            //8.2.2获取当前捕获值
           g_timxchy_cap_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY);
           //8.2.3一定清除原来的设置
           TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY);
           //8.2.4定时器5通道1设置为上升沿捕获
           TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY, TIM_ICPOLARITY_RISING);
          
        }
        //8.1还未开始，第一次捕捉一个上升沿
        else 
        {            
            //8.1.1情空
            g_timxchy_cap_sta = 0;             
            g_timxchy_cap_val = 0;  
            //8.1.2g_timxchy_cap_sta位6置1表示捕捉到了上升沿
            g_timxchy_cap_sta |= 0X40;         //标记捕捉到了上升沿
            //8.1.3关闭定时器
            __HAL_TIM_DISABLE(&g_tim_cap_chy_handler);
            //8.1.4定时器5计时器清零
            __HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_tim_cap_chy_handler,0);
            //8.1.5一定清除原来的设置
             TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY);
            //8.1.6定时器5通道1设置为下降沿捕获
            TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY, TIM_ICPOLARITY_FALLING);
            //8.1.7开启定时器
            __HAL_TIM_ENABLE(&g_tim_cap_chy_handler);
        
        }
    }
}

//9.编写更新中断回调函数
//该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被共同调用
//此函数调用代表发生了溢出
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if((g_timxchy_cap_sta & 0X80)==0)          //还没有成功捕获
    {
        if(g_timxchy_cap_sta & 0X40)           //已经捕获到了高电平
        {
            if((g_timxchy_cap_sta & 0X3F)==0X3F)   //高电平太长了
            {
               TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY);  //一定清除原来的设置
               TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_tim_cap_chy_handler,GTIM_TIMX_CAP_CHY, TIM_ICPOLARITY_RISING);//定时器5通道1设置为上升沿捕获
               g_timxchy_cap_sta |= 0X80; //标记成功捕获一次
                g_timxchy_cap_val = 0XFFFF;
            }
            else
            {
                g_timxchy_cap_sta++;     //累计定时器溢出次数
            }
        }
    }
}

3.1 main.c

c 复制代码

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/TIMER/gtim.h"

extern uint8_t g_timxchy_cap_sta;             //输入捕获状态
extern uint16_t g_timxchy_cap_val;            //输入捕获值

int main(void)
{
    uint32_t temp = 0;
    uint8_t t = 1;

    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7);         /* 设置时钟,168Mhz */
    delay_init(168);                            /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    key_init();                                 /* 初始化按键 */
    gtim_timx_cap_chy_init(0xFFFF, 84 - 1);     /* 以1Mhz的频率计数 捕获 */

    while (1)
    {
        if (g_timxchy_cap_sta & 0x80)           /* 成功捕获到了一次高电平 */
        {
            temp = g_timxchy_cap_sta & 0x3F;
            temp *= 0xFFFF;                     /* 溢出时间总和 */
            temp += g_timxchy_cap_val;          /* 得到总的高电平时间 */
            printf("HIGH:%d us\r\n", temp);     /* 打印总的高电平时间 */
            g_timxchy_cap_sta = 0;              /* 开启下一次捕获 */
        }

        t++;

        if (t > 20)                             /* 200ms进入一次 */
        {
            t = 0;
            LED0_TOGGLE();                      /* LED0闪烁 ,提示程序运行 */
        }
        delay_ms(10);
    }
}