STM32——输入捕获、编码器接口（十一）

一、简介

输入捕获

• IC （ Input Capture ）输入捕获
• 输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时，当前 CNT 的值将被锁存到 CCR 中，可用于测量 PWM 波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数
• 每个高级定时器和通用定时器都拥有 4 个输入捕获通道
• 可配置为 PWMI 模式，同时测量频率和占空比

可配合主从触发模式，实现硬件全自动测量

编码器接口

• Encoder Interface 编码器接口
• 编码器接口可接收增量（正交）编码器的信号，根据编码器旋转产生的正交信号脉冲，自动控制 CNT 自增或自减，从而指示编码器的位置、旋转方向和旋转速度
• 每个高级定时器和通用定时器都拥有 1 个编码器接口

两个输入引脚借用了输入捕获的通道1和通道2

二、输入捕获

频率测量

测频法：第一个上升沿到下一个上升沿为一个周期，在一个固定时间内被测信号经过N个周期，所以T测 = T标 / N。

测周法：在被测信号的一个周期内，标准频率驱动计数器计数，N就是CNT的计数值，也就是在时间T测内，标准信号经过N个周期，T测 = N * T标。

中界频率：

当 fx>fm 时，用测频法精度更高

当 fx<fm 时，用测周法精度更高

基本结构

信号从 GPIO 输入，到最终得到计数值，分输入捕获单元 和时基 + 从模式单元两大路径，两者联动完成自动计数。

输入捕获单元（绿色 + 粉色左半部分）：处理被测信号

GPIO：被测频率信号（比如传感器输出的方波）的输入引脚。
滤波器：硬件滤除信号上的高频噪声，避免误触发捕获。
边沿检测 / 极性选择：设置捕获的触发边沿，决定什么时候触发捕获和复位（CNT清零）。
分频器：可选 1/2/4/8 分频，比如设为 2，就会每 2 个上升沿触发一次捕获，用于测量周期更长的信号，避免计数器溢出。
CCR1 捕获 / 比较器 ：核心寄存器，当触发捕获时，硬件自动把当前 CNT 的值复制到 CCR1，之后 CNT 被复位为 0，准备下一次计数。

时基 + 从模式单元（粉色右半部分 + 橙色模块）：提供标准时钟并自动复位

时基单元（PSC+CNT+ARR）：

用一个时钟源驱动它，经过PSC 预分频器变成我们需要的标准频率，ARR 自动重装载器，这里几乎用不到（因为 CNT 会被被测信号的上升沿提前复位），只需设为最大值（如 65535）防止溢出即可。

触发源选择：把 "输入捕获处理后的信号（TI1FP1）" 选为从模式的触发源。
从模式 Reset ：从模式的一种工作模式，当检测到触发源（TI1FP1）的上升沿时，硬件自动把 CNT 复位为 0，实现 "一个被测周期，CNT 从 0 数到 N" 的自动循环。

PWMI

边沿检测 / 极性选择现在输出两路滤波后的信号：
- TI1FP1：对应上升沿，触发 CCR1 捕获和从模式复位
- TI1FP2：对应下降沿，触发 CCR2 捕获
双捕获通道（CCR1+CCR2）
- CCR1：在上升沿触发时，锁存 CNT 值并复位计数器，记录完整周期
- CCR2：在下降沿触发时，锁存 CNT 值，记录高电平持续时间
- PWM占空比 = CNT2/CNT1
从模式 Reset 触发源仍为TI1FP1（上升沿），确保每个周期开始时 CNT 都被复位为 0，保证计数的连续性和准确性。