输入捕获笔记一、输入捕获介绍二、输入捕获配置步骤三、代码举例

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我是靠谱客的博主合适洋葱，这篇文章主要介绍输入捕获笔记一、输入捕获介绍二、输入捕获配置步骤三、代码举例，现在分享给大家，希望可以做个参考。

一、输入捕获介绍

　在定时器中断实验章节中我们介绍了通用定时器具有多种功能，输入捕获就是其中一种。STM32F1 除了基本定时器 TIM6 和 TIM7，其他定时器都具有输入捕获功能。输入捕获可以对输入的信号的上升沿，下降沿或者双边沿进行捕获，通常用于测量输入信号的脉宽、测量 PWM 输入信号的频率及占空比。

　　输入捕获的工作原理比较简单，在输入捕获模式下，当相应的 ICx 信号检测到跳变沿后，将使用捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)来锁存计数器的值。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（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。下面我们以输入捕获测量脉宽为例，通过一个简图来介绍输入捕获的工作原理，如图所示：

　　从上图可以看出，t1-t2 时间就是我们需要测量的高电平时间，假如定时器工作在向上计数模式，测量方法是：首先设置定时器通道 x 为上升沿捕获，这样在 t1 时刻，就会捕获到当前的 CNT 值，然后立即清零 CNT，并设置通道 x 为下降沿捕获，这样到 t2 时刻，又会发生捕获事件，得到此时的 CNT 值，记为 CCRx2。根据定时器的计数频率，我们就可以算出 t1-t2 的时间，从而得到高电平脉宽。在 t1-t2 时间内可能会出现 N 次定时器溢出，因此我们还需要对定时器溢出进行处理，防止因高电平时间过长发生溢出导致测量数据不准。CNT计数的次数等于：N*ARR+CCRx2，有了这个计数次数，再乘以 CNT 的计数周期，即可得到 t2-t1 的时间长度，即高电平持续时间。

二、输入捕获配置步骤

（1）使能定时器及端口时钟，并设置引脚复用器映射和引脚模式等

　　 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);

　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

　　 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;

（2）初始化定时器参数,包含自动重装值，分频系数，计数方式等

　　TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

（3）设置通用定时器的输入捕获参数，开启输入捕获功能

　　TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);

（4）开启捕获和定时器溢出（更新）中断

　　TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)

（5）设置定时器中断优先级，使能定时器中断通道 NVIC初始化库函数是

　　NVIC_Init()

（6）使能定时器

　TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

（7）编写定时器中断服务函数

　　void TIM5_IRQHandle（）

三、代码举例

所要实现的功能是：按键不按下的时候是低电平（GPIO中配置了下拉输入模式）使用TIM2的CH1检测按键按下的高电平时间，将检测的高电平脉宽时间通过OLED显示屏显示出来。（使用最小系统stm32f103开发板）

（下面是正点原子的思路，熟悉寄存器操作的话很好看懂，毕竟我学过51单片机，但是我没用这种寄存器的思路去编写）

（原子开发板资料）

bit7位置1时表示成功捕获完一次高电平（按键按下直到抬起整个过程结束）；代码58、66、79

bit6位置1时表示获得高电平的标志位，（表示按键已经按下）代码62、77、87

bit0~5位表示高电平时间是定时器溢出的次数（即在按键按下时定时器溢出几次）

如果溢出次数超过了6位所能表示的范围时怎么办？

代码64—68解决办法

就是在TIM5_CH1_CAPTURE_STA==0x3f 时将 TIM5_CH1_CAPTURE_STA变量强制bit7置1（即强制捕获完成去执行主函数代码27以后的代码段，然后重新进行下一次的捕获） TIM5_CH1_CAPTURE_STA|=0x80;

（下面是我自己写的代码）

1.定时器2的输入捕获通道1配置

复制代码

void Timer2_Capture1_Init(void){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
    TIM_InternalClockConfig(TIM2);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
    
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=65535;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    
    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInit(TIM2,&TIM_ICInitStructure);
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
    TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);
    
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

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void Timer2_Capture1_Init(void){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
    TIM_InternalClockConfig(TIM2);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
    
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=65535;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    
    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInit(TIM2,&TIM_ICInitStructure);
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
    TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);
    
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

2.OLED用的是江科大的模板，OLED的SCL---GPIOB8，SDA---GPIOB9，这里不展示了

3.中断函数，能够解决尽管按键按下的时间很长也能计算高电平持续的时间

复制代码

void TIM2_IRQHandler(void){
    //如果捕获到了一个上升沿，清除标志位，清空CNT，准备捕获下降沿
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==SET&&Falling_Flag==0){    
        Capture1_Count=0;        
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);
        TIM_SetCounter(TIM2,0);
        Falling_Flag=1;
        TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_OCPolarity_Low);
    }
    //如果已经捕获了一次上升沿，还没捕获过下降沿的期间出现了定时器溢出的情况时
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==RESET&&Falling_Flag==1){
        if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET){
            Spill_Count++;        
        }
    }
    //如果捕获到了一个下降沿，清空标志位，保存计数值并进行计算（包含定时器溢出的情况），清空CNT，准备捕获上升沿
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==SET&&Falling_Flag==1){    
        Capture1_Count=(TIM_GetCapture1(TIM2)+Spill_Count*65535)/10;//得到最终的计数值（原本记一个数是0.1ms,现在把单位转换为1ms）
        Spill_Count=0;
        TIM_SetCounter(TIM2,0);
        Falling_Flag=0;    
        TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_OCPolarity_High);            
    }    
    OLED_ShowNum(4,12,Spill_Count,2);
    OLED_ShowNum(3,1,Capture1_Count/1000,4);
    OLED_ShowNum(3,6,Capture1_Count%100,2);
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1);
}

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void TIM2_IRQHandler(void){
    //如果捕获到了一个上升沿，清除标志位，清空CNT，准备捕获下降沿
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==SET&&Falling_Flag==0){    
        Capture1_Count=0;        
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);
        TIM_SetCounter(TIM2,0);
        Falling_Flag=1;
        TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_OCPolarity_Low);
    }
    //如果已经捕获了一次上升沿，还没捕获过下降沿的期间出现了定时器溢出的情况时
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==RESET&&Falling_Flag==1){
        if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET){
            Spill_Count++;        
        }
    }
    //如果捕获到了一个下降沿，清空标志位，保存计数值并进行计算（包含定时器溢出的情况），清空CNT，准备捕获上升沿
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==SET&&Falling_Flag==1){    
        Capture1_Count=(TIM_GetCapture1(TIM2)+Spill_Count*65535)/10;//得到最终的计数值（原本记一个数是0.1ms,现在把单位转换为1ms）
        Spill_Count=0;
        TIM_SetCounter(TIM2,0);
        Falling_Flag=0;    
        TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_OCPolarity_High);            
    }    
    OLED_ShowNum(4,12,Spill_Count,2);
    OLED_ShowNum(3,1,Capture1_Count/1000,4);
    OLED_ShowNum(3,6,Capture1_Count%100,2);
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1);
}

4.定时器这个模板函数的变量声明和文件包含

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
static uint8_t Falling_Flag;//0表示这次捕获是上升沿，1表示这次捕获是下降沿
static uint8_t Spill_Count;//定时器溢出的次数
static uint32_t Capture1_Count;//两个边沿之间的计数值

5.主函数

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
//默认OLED的SCL---GPIOB的GPIO_Pin_8，SDA---GPIOB的GPIO_Pin_9
int main(){
    Timer2_Capture1_Init();
    OLED_Init();
    OLED_ShowString(1,1,"Timer_Capture!");
    OLED_ShowString(2,1,"KeyPressTime:");
    OLED_ShowString(3,1,"    .  s");
    OLED_ShowString(4,1,"SpillCount:  ");
    while(1){

    }
}