一。如何測量脈沖寬度或脈沖頻率

輸入捕獲的原理

用51單片機(jī)檢測的方法：(這里我們不用51的輸入中斷功能，只利用定時(shí)器來檢測)

前提是定時(shí)器沒有溢出。

用STM32檢測脈沖寬度：

這里的CC1E，CC1P指的是捕獲通道1，捕獲通道2是CC2E，CC2P。。。。

CC1E控制使能，CC1P控制極性

捕獲/比較使能寄存器(TIMx_CCER)

CC1P設(shè)置為0為上升沿有效，設(shè)置為1時(shí)為下降沿有效。

a. 開啟定時(shí)器

b. 使能相應(yīng)的輸入捕獲

c. 設(shè)置捕獲極性

捕獲以后會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的中斷，同時(shí)把計(jì)數(shù)器中的值保存下來。

二。 STM32的輸入捕獲模式

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(shí)器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定時(shí)器都有輸入捕獲功能。

在輸入捕獲模式下，當(dāng)檢測到ICx信號上相應(yīng)的邊沿后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被鎖存到捕獲/比較寄器(TIMx_CCRx)中。當(dāng)捕獲事件發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的CCxIF標(biāo)志(TIMx_SR寄存器)被置’1’，如果使能了中斷或者DMA操作，則將產(chǎn)生中斷或者DMA操作。

三。STM32輸入捕獲模式相關(guān)的寄存器

本實(shí)驗(yàn)利用TIM5的通道1（PA0）來做輸入捕獲。捕獲 PA0 上高電平的脈寬（用 WK_UP 按鍵輸入高電平），通過串口打印高電平脈寬時(shí)間。

1. 捕獲/比較模式寄存器 1：TIMx_CCMR1

當(dāng)在輸入捕獲模式下使用的時(shí)候，對應(yīng)圖 15.1.1 的第二行描述，從圖中可以看出，TIMx_CCMR1 明顯是針對 2 個(gè)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。

2. 捕獲/比較使能寄存器：TIMx_CCER

本次實(shí)驗(yàn)我們要用到這個(gè)寄存器的最低 2 位，CC1E 和 CC1P 位。

3.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(shí)器的。

4.DMA/中斷使能寄存器：TIMx_DIER

本實(shí)驗(yàn)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。

5.狀態(tài)寄存器(TIMx_SR)

CC1IF：捕獲/比較1 中斷標(biāo)記(Capture/Compare 1 interrupt flag)

如果通道CC1配置為輸出模式：

當(dāng)計(jì)數(shù)器值與比較值匹配時(shí)該位由硬件置’1’，但在中心對稱模式下除外(參考TIMx_CR1寄存器的CMS位)。它由軟件清’0’。

四。輸入捕獲的配置步驟：

1）開啟 TIM5 時(shí)鐘和 GPIOA 時(shí)鐘，配置 P A0 為下拉輸入。

2）初始化 TIM5,設(shè)置 TIM5 的 ARR 和 PSC。

例：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)定計(jì)數(shù)器自動(dòng)重裝值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置預(yù)分頻值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上計(jì)數(shù)模式

TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //根據(jù)指定的參數(shù)初始化 Tim5

3）設(shè)置 TIM5 的輸入比較參數(shù)，開啟輸入捕獲。

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

例：

TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;

TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //選擇輸入端 IC1 映射到 TI1 上

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕獲

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置輸入分頻,不分頻

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置輸入濾波器 不濾波

TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);

4）使能捕獲和更新中斷（設(shè)置 TIM5 的 DIER 寄存器）

TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允許更新中斷和捕獲中斷

因?yàn)槲覀円东@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(shí)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(shí)，如果脈寬比較長，那么定時(shí)器就會(huì)溢出，對溢出必須做處理，否則結(jié)果就不準(zhǔn)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。

5）設(shè)置中斷分組，編寫中斷服務(wù)函數(shù)

6）使能定時(shí)器（設(shè)置 TIM5 的 CR1 寄存器）

TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定時(shí)器 5

通過以上 6 步設(shè)置，定時(shí)器 5 的通道 1 就可以開始輸入捕獲了。

五。 實(shí)驗(yàn)例程

//定時(shí)器 5 通道 1 輸入捕獲配置

TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;

void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //①使能 TIM5 時(shí)鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //①使能 GPIOA 時(shí)鐘

//初始化 GPIOA.0 ①

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0 設(shè)置

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 輸入

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIOA.0

GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0 下拉

//②初始化 TIM5 參數(shù)

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)定計(jì)數(shù)器自動(dòng)重裝值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //預(yù)分頻器

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上計(jì)數(shù)模式

TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx

//③初始化 TIM5 輸入捕獲通道 1

TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //選擇輸入端 IC1 映射到 TI1 上

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕獲

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到 TI1 上

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置輸入分頻,不分頻

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 配置輸入濾波器 不濾波

TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure); //初始化 TIM5 輸入捕獲通道 1

//⑤初始化 NVIC 中斷優(yōu)先級分組

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn; //TIM3 中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //先占優(yōu)先級 2 級

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //從優(yōu)先級 0 級

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道被使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化 NVIC

TIM_ITConfig( TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//④允許更新中斷捕獲中斷

TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //⑥使能定時(shí)器 5

}

程序設(shè)計(jì)思路：

完成一次高電平捕獲后，只要 TIM5CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位一直為 1，那么就不會(huì)進(jìn)行第二次捕獲，我們在 main 函數(shù)處理完捕獲數(shù)據(jù)后，將 TIM5CH1_CAPTURE_STA置零，就可以開啟第二次捕獲。

main函數(shù)中：

if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕獲到了一次上升沿

{

temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;

temp*=65536;//溢出時(shí)間總和

temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到總的高電平時(shí)間

printf("HIGH:%d usrn",temp); //打印總的高點(diǎn)平時(shí)間

TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //開啟下一次捕獲

}