通用定时器作为输入捕获

通用定时器作为输入捕获的使用。我们将用 TIM5 的通道 1 （PA0）来做输入捕获，捕获 PA0 上高电平的脉宽（用 WK_UP 按键输入高电平），通过串口打印高电平脉宽时间

输入捕获简介

输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。 STM32 的定时器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。STM32 的输入捕获，简单的说就是通过检测 TIMx_CHx 上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA 等。

我们用到 TIM5_CH1 来捕获高电平脉宽，也就是要先设置输入捕获为上升沿检测，记录发生上升沿的时候 TIM5_CNT 的值。然后配置捕获信号为下降沿捕获，当下降沿到来时，发生捕获，并记录此时的 TIM5_CNT 值。这样，前后两次 TIM5_CNT 之差，就是高电平的脉宽，同时 TIM5 的计数频率我们是知道的，从而可以计算出高电平脉宽的准确时间。

输入捕获的配置步骤：

1）开启 TIM5 时钟和 GPIOA 时钟，配置 P A0 为下拉输入。

要使用 TIM5，我们必须先开启 TIM5 的时钟。这里我们还要配置 P A0 为下拉输入，因为我们要捕获 TIM5_CH1 上面的高电平脉宽，而 TIM5_CH1 是连接在 PA0 上面的。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);  //使能 TIM5 时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能 GPIOA 时钟

2）初始化 TIM5,设置 TIM5 的 ARR 和 PSC。

在开启了 TIM5 的时钟之后，我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来设置输入捕获的自动重装载值和计数频率。 这在库函数中是通过 TIM_TimeBaseInit 函数实现的

　　　TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure;
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // TDTS = Tck_tim
　　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式
　　　TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);

3）设置 TIM5 的输入比较参数，开启输入捕获

输入比较参数的设置包括映射关系，滤波,分频以及捕获方式等。这里我们需要设置通道 1为输入模式，且 IC1 映射到 TI1(通道 1)上面，并且不使用滤波（提高响应速度）器，上升沿捕获。库函数是通过 TIM_ICInit 函数来初始化输入比较参数的：

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct)；

同样，我们来看看参数设置结构体 TIM_ICInitTypeDef 的定义：

　　　typedef struct
　　　{
　　　    uint16_t TIM_Channel; //设置通道
　　　    uint16_t TIM_ICPolarity; //设 置 输 入 信 号 的 有效 捕获 极性
　　　    uint16_t TIM_ICSelection; //设置映射关系
　　　    uint16_t TIM_ICPrescaler; //设置 输入捕获分频系数
　　　    uint16_t TIM_ICFilter; //设置滤波器长度
　　　} TIM_ICInitTypeDef;

配置代码是：

　　　TIM_ICInitTypeDef    TIM5_ICInitStructure;
　　　TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入端  IC1 映射到 TI1 上
　　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
　　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上
　　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
　　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000  配置输入滤波器  不滤波
　　　TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);

4）使能捕获和更新中断（设置 TIM5 的 DIER 寄存器）

因为我们要捕获的是高电平信号的脉宽，所以，第一次捕获是上升沿，第二次捕获时下降沿，必须在捕获上升沿之后，设置捕获边沿为下降沿，同时，如果脉宽比较长，那么定时器就会溢出，对溢出必须做处理，否则结果就不准了。这两件事，我们都在中断里面做，所以必须开启捕获中断和更新中断。 

这里我们使用定时器的开中断函数 TIM_ITConfig 即可使能捕获和更新中断：

TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断和捕获中断

5）设置中断分组，编写中断服务函数

设置中断分组主要是通过函数 NVIC_Init()来完成。分组完成后，我们还需要在中断函数里面完成数据处理和捕获设置等关键操作，从而实现高电平脉宽统计。在中断服务函数里面，跟以前的外部中断和定时器中断实验中一样，我们在中断开始的时候要进行中断类型判断，在中断结束的时候要清除中断标志位。使用到的函数分别为 TIM_GetITStatus()函数和 TIM_ClearITPendingBit()函数。

if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET){}//判断是否为更新中断

if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET){}//判断是否发生捕获事件

TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);//清除中断和捕获标志位

6）使能定时器（设置 TIM5 的 CR1 寄存器） 

最后，必须打开定时器的计数器开关，  启动 TIM5 的计数器，开始输入捕获。 

TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );    //使能定时器 5

例程：

#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"

/**
 * 定时器5通道1输入捕获配置
 */
 void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);    /*使能TIM5时钟*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); /*使能GPIOA时钟*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; /**/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; /*PA0 输入*/
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); /*PA0 下拉*/

    /*初始化定时器5 TIM5*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; /*设定计数器自动重装值 */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; /*预分频器 */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; /*设置时钟分割:TDTS = Tck_tim*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /*TIM向上计数模式*/
    TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure); /*根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位*/

    /* 初始化TIM5输入捕获参数 */
    TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; /*CC1S=01     选择输入端 IC1映射到TI1上*/
    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; /*上升沿捕获*/
    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; /*映射到TI1上*/
    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; /*配置输入分频,不分频*/
    TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0; /*IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波*/
    TIM_ICInit(TIM5,&TIM5_ICInitStructure);

    /*中断分组初始化*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;    /*TIM5中断*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; /*先占优先级2级*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; /*从优先级0级*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /*IRQ通道被使能*/
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);/*允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断*/
    TIM_Cmd(TIM5,ENABLE); /*使能定时器5*/
}

u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;    //输入捕获状态
u16    TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值

/**
 * 定时器5中断服务程序
 */
void TIM5_IRQHandler(void)
{
    if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
    {
        if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_Update) != RESET)
        {
            if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
            {
                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=0XFFFF;
                }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
            }
        }

        if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_CC1) !=RESET)
        {
            if(TIM5CH1_CAPTURE_STA & 0x40)
            {
                TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;        //标记成功捕获到一次上升沿
                TIM5CH1_CAPTURE_VAL = TIM_GetCounter(TIM5);
                TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
            }
            else
            {
                TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;            //清空
                TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;

                TIM_SetCounter(TIM5,0);
                TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;        //标记捕获到了上升沿
                TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);        //CC1P=1 设置为下降沿捕获
            }
        }

    }
    TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); /*清除中断标志位*/
}

extern u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA;        //输入捕获状态
extern u16    TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值
 int main(void)
 {
     u32 temp=0;
    delay_init();             //延时函数初始化
    NVIC_Configuration();      //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
    uart_init(9600);     //串口初始化为9600
     LED_Init();             //LED端口初始化

     TIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1);    //以1Mhz的频率计数
       while(1)
    {
         delay_ms(10);

         if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次上升沿
        {
            temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
            temp*=65536;//溢出时间总和
            temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到总的高电平时间
            printf("HIGH:%d us\r\n",temp);//打印总的高点平时间
            TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;//开启下一次捕获
        }
    }
 }