前言：
本系列教程将外设原理，HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解，使您可以更快速的学会各个模块的使用

, j6 O7 f- S0 C
( t# v3 U& u+ h  `所用工具：

1、芯片： STM32F407ZET6/STM32F103ZET6

( s0 x# u  _. _. c7 ]2、STM32CubeMx软件
. A: @7 F- W3 N+ O
3、IDE： MDK-Keil软件

. z) u; J4 k" j% Q5 z! y$ |4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库

6 g/ V* |# u, O; G# |+ j0 b" h知识概括：

通过本篇博客您将学到：

0 L' L9 T$ v8 ]) NSMT32定时器输入捕获

测量PWM频率和占空比
5 k. }/ q) I, A- P9 N+ P8 T
3 ]5 R6 D( R4 s8 w$ `8 f
9 n1 h1 [! [4 O( t输入捕获
" y' V8 [$ @$ i# y9 H, z' c* S输入捕获概念
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、TIM7，其他的定时器都有输入捕获的功能。

' q' A- U# d) L% V/ ~  T输入捕获的工作原理
; r! f/ r$ B8 I' m

* b2 X, \' W! E! x' @①先设置输入捕获为上升沿检测，
. h) U  P7 @. d+ o$ }! u
②记录发生上升沿时TIMx_CNT(计数器)的值

; e1 n1 [1 V* X3 F/ C③配置捕获信号为下降沿捕获，当下降沿到来的时候发生捕获

④记录此时的TIMx_CN(计数器)T的值
% n# G3 }: J) c" m5 G2 K' Y, a) u) [! \
⑤前后两次TIMx_CNT(计数器)的值之差就是高电平的脉宽。同时根据TIM的计数频率，我们就能知道高电平脉宽的准确时间。
- M2 A5 d5 g) j0 o& e& N, Q
) e+ E, U' ?& S& _- N7 i
3 k  p$ {( c" H3 ~简单说：
; M, c$ e. I, F: n* \7 q; s
当你设置的捕获开始的时候，cpu会将计数寄存器的值复制到捕获比较寄存器中并开始计数，当再次捕捉到电平变化时，这是计数寄存器中的值减去刚才复制的值就是这段电平的持续时间，你可以设置上升沿捕获、下降沿捕获、或者上升沿下降沿都捕获，

9 O" a8 M& |( d4 N( n
输入捕获的工作流程(对应CubeMx的四个选项)
( ~" t. |5 Z% f( Y$ H5 |/ b
5 B7 r: f9 r" D& F. y

2 P0 E! }; w4 K2 W( t+ O+ r1 G& C设置输入捕获滤波器
STM32在很多功能中都提供了滤波器，滤波器的功能简单来说就是多次检测视为一次有效，达到滤波效果，
; \3 Y6 B" `! |$ S
4 Z4 x+ A+ f( g8 d0 j% z" _数字滤波器由一个事件计数器组成，假设我们是检测高电平，滤波N次，那么记录到N个事件后计数器会产生一个输出的跳变。也就是说连续N次采样检测，如果都是高电平，则说明这是一个有效的电平信号，这样便可以过滤掉那些因为某些而干扰产生的一些信号        
( G- C9 [/ A$ k1 s
输入捕获滤波器IC1F[3:0]，这个用于设置采样频率和数字滤波器长度。其中：fCK_INT是定时器的输入频率，fDTS是根据TIMx_CR1的CKD[1:0]的设置来确定的。

设置输入捕获极性
' m# a) n- g( N$ p& O, A" i
) J2 }( n" T2 l$ |' q设置具体为那种捕获事件
: J) S6 }- Y4 D  V: |
0 |: R2 O( e0 L' Q3 r可以设置上升沿捕获、下降沿捕获、或者上升沿下降沿都捕获
8 j) G8 }" p1 i( [* W
4 q* b5 c. D& s7 B0 r设置输入捕获映射关系
STM32为了更好的优化使用，TIMx_CH1通道1捕捉到的信号可以传输到IC1，TIMx_CH1捕捉到的信号也可以连接到IC2，TIMx_CH2捕捉到的信号也可以连接到IC2，也可以连接到IC2


' z: ^* a  X1 l3 A
4 G( ?& Y& l5 ~8 R% C' ?
设置输入捕获分频器
: A9 }- l; `# Z) U) k8 f设置每N个事件触发一次捕获，可以设置为1/2/4/8次检测到电平变化才触发捕获

1 `  E  e  \/ u1 R  n0 Y) f/ |溢出时间计算：


- u, w/ |4 p) I. z+ u2 ot1时刻检测到高电平，发生中断，在中断里将计数值置0，开始记溢出次数N，
* o% J7 ~' h$ r6 W& O
, t# X3 O  }. l* E) N  \其中每计数0xFFFF次溢出一次，直到t2时刻跳变回低电平，
- l& ~- ?- c2 e% G
2 c  v2 T4 I5 v# S9 n" m! p获取最后一次溢出时到t2时刻的计数值TIM5CH1_CAPTURE_VAL

+ f3 ]  G. `! d! ]- J$ y( F5 L1 L则  高电平时间 = 溢出次数*65535+TIM5CH1_CAPTURE_VAL     us ；根据定时器初始化时的频率即可计算出溢出总次数所占用的时间，即为高电平时间。
" c) d; x8 q6 F! X* q; W2 L0 ?
  C$ g# {6 J% Y9 w如果计数器值为 32 bit   那么最大为0xFFFFFFFF      
6 t3 x$ M( ^# r$ S2 o
. q# f  }! p5 ~: \高电平时间：


( ?$ z5 B7 [7 A5 P0 d! c

, T; ], d0 c7 [8 I$ }: o* D2 d输入捕获的工作框图
7 j! O9 j3 O3 A



- J5 `- ?% i' M/ v工程创建
设置RCC

设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
  [' F1 Y1 i' N5 A8 p4 p/ @


2设置时钟
% J3 Y  A: D6 b- v5 b+ F) X
* b; @8 o* ^% I6 Q! ^' p
$ M, j! v7 a% I5 @, l6 N: q
! }  w2 `: G- |9 k我的是  外部晶振为8MHz
1选择外部时钟HSE 8MHz   
2PLL锁相环倍频72倍
3系统时钟来源选择为PLL
' `1 m. P, T  l, d" M8 D4设置APB1分频器为 /2
5 这时候定时器的时钟频率为72Mhz
5 D% w, Q* `0 t% G: r) V4 g* F
  z$ \, h1 G3 ^+ V3定时器配置


5 m- v0 C9 B% o) |' i$ w
% H- V- ~$ e3 c: x* C; M7 X这里我们选择TIM5的通道1
1 M; T* e+ G  b& A3 f. ^+ C
预分频系数为71   计数时钟频率就是 72MHz/(71+1) = 1MHz        此时1us计数一次
自动加载值设置为32bit最大值  0xFFFFFFFF         
上升沿捕获
/ X* u- Z6 T2 S# U4 h0 Y不分频
# M0 T8 i8 {1 ~1 e% O3 `& }滤波值为8
1 m& a* Q% r( X" k( w, N
/ S- ^+ N7 {. X3 C$ r0 x同时在NVIC一栏使能TIM5的中断

对应引脚设置下拉电阻，保证没有信号输入的时候电平稳定



* u6 R8 F2 l: a# f* k9 Y4项目文件设置
2 z4 _0 L, ^; ~" O& l

# o2 S) {5 G) G: s  b
3 u) B. ?7 h2 Z9 B% b1 设置项目名称
- O1 D+ q9 _  Z1 @; j, k' h9 F2 设置存储路径
3 选择所用IDE
& q9 S2 Q, W  q( M


5创建工程文件

$ x0 Z$ C. h, k然后点击GENERATE CODE  创建工程

8 v9 e1 ~2 _0 r& q' d4 G配置下载工具
% y/ ~4 v' ~- o) a1 ]) \8 w! x3 C& z新建的工程所有配置都是默认的  我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行
: R! f3 e3 L( q) q3 b" [

: O7 S$ ~; {& G
例程实现：
定义变量：

1. /* USER CODE BEGIN 0 */
   2 C2 `9 X* a" a$ Z
2.     uint32_t capture_Buf[3] = {0};   //存放计数值
   3 q8 J" y9 D4 e
3.     uint8_t capture_Cnt = 0;    //状态标志位
   
4.     uint32_t high_time;   //高电平时间
   ; N$ Y% p' d# I5 r9 q3 ?  L
5. /* USER CODE END 0 */

复制代码

在 while(1)中的用户代码区 3，写入TIM2 CH1通道的输入捕获控制和数据处理

. f* M/ N$ L% g  F

1. while (1)
   
2. {
   ' b2 q9 ~- o1 f
3.     /* USER CODE END WHILE */
   1 e, \8 e6 F! J. r. S
4. 
   
5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   - v4 m1 u  I  p; e! K9 }
6.   switch (capture_Cnt){
   
7.         case 0:
   
8.                 capture_Cnt++;
   4 J0 n" I$ k5 H4 l  Z- C
9.                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
   1 j) I2 `4 b! X6 f  ~' U
10.                 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5, TIM_CHANNEL_1);        //启动输入捕获       或者: __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);
    
11.                 break;
    0 n0 G& J- N  ~! J. \9 \! q  N
12.         case 3:
    9 g; Y% V& l( C8 U6 O
13.                 high_time = capture_Buf[1]- capture_Buf[0];    //高电平时间
    
14.                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)high_time, 1, 0xffff);   //发送高电平时间
    
15.                                 
    
16.                                 
    : S* j, u2 u9 V* D. }/ A. z# N! Z- r
17.                 HAL_Delay(1000);   //延时1S
    
18.                 capture_Cnt = 0;  //清空标志位
    & U; t- g4 c2 @( g$ P  k/ U9 b
19.                 break;
    - R1 ?9 M/ d8 m$ N+ a6 i0 U
20.                                 
    
21.         }
    . h2 b  p9 {/ T6 ]" h' S
22. }
    7 d/ u0 u9 j$ C+ t4 Q
23. /* USER CODE END 3 */

复制代码

在main函数下方添加中断回调函数：
; X/ v+ @8 `5 N2 _- v1 T4 J) K

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   6 s* q2 ]/ e" Q- [' b& e6 J
2. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
3. {
   
4.         
   0 t/ i' o8 k, k
5.         if(TIM5 == htim->Instance)
   
6.         {
   ( H' Y. b; `/ D" k4 I' B0 D
7.                 switch(capture_Cnt){
   
8.                         case 1:
   5 u0 G1 |  @, N' C% a7 T; ^
9.                                 capture_Buf[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
   ) z: q9 C2 E, V; N
10.                                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  //设置为下降沿捕获
    ( _' o+ k6 L* v% y7 V
11.                                 capture_Cnt++;
    
12.                                 break;
    
13.                         case 2:
    ! o9 Z/ A. W3 B# o
14.                                 capture_Buf[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
    
15.                                 HAL_TIM_IC_Stop_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); //停止捕获   或者: __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);
    
16.                                 capture_Cnt++;   
    
17.                 }
    
18.         
    % g. ^' w: Z. p* D4 K& P+ C
19.         }
    
20.         
    
21. }
    8 g/ I/ K9 H6 r8 z2 ]& N  X3 k
22. /* USER CODE END 4 */
    

复制代码

具体流程：

1.设置TIM5 CH1为输入捕获功能；  

2.设置上升沿捕获；

, p* _& H4 X/ z5 f$ z3.使能TIM2 CH1捕获功能；  
( J$ u1 G0 H, ^- f2 h- Q5 ~
4.捕获到上升沿后，定时器当前计数值存入capture_buf[0]，改为捕获下降沿；   

5.捕获到下降沿后，定时器当前计数值存入存入capture_buf[1]，关闭TIM2 CH1捕获功能；  capture_Cnt=3；

  u9 N+ b( X9 a, P! P; U' x6.  高电平时间： capture_buf[1] - capture_buf[0]        发送到上位机  重新启动输入捕获


__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM5_Handler,0);   //设置计数寄存器的值变为0

  c6 q8 `% v8 [# Q7 q# |HAL_TIM_PWM_Start()              函数用于使能定时器某一通道的PWM输出。

HAL_TIM_IC_Start_IT()                  函数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能，并使能相应的中断

HAL_TIM_IC_Stop_IT()                 函数和开启功能相反，是关闭定时器某一通道的输入捕获功能和相应中断
( q: R/ Y- h6 ?' C
& s) L+ o  `' p) K) x: r) h& T" R! v__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY不是函数，而是底层操作的一个宏定义
. u# t+ i' L- |
在stm32f4xx_hal_tim.h文件中可以找到。其作用是修改定时器某一通道的输入捕获极性


. O' V, t, K4 Q2 r* r8 t
* x9 ?: l8 H# f- i" H) r% Y2 b其中有两个函数，第一个为清除清除原来的捕获极性，第二个为设置通道捕捉极性

等价于：

1. TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的捕获极性！！
   ' A! M. b! M: G& Q* l: r; [
2. TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);//定时器5通道1设置为下降沿捕获（重设捕获极性）

复制代码

& W' X* k+ v- N在修改定时器某一通道的输入捕获极性时，一定要先清除该通道之前捕获极性

& \' V/ g) H) S. t6 y__HAL_TIM_GET_COMPARE也是一个宏定义。 
在stm32f4xx_hal_tim.h文件中可以找到。其作用是获取定时器某一通道的捕获/比较寄存器值

6 x, n6 R0 g2 ^* v3 `' {
, x# |/ x( ~3 J
( }* K8 l, [# K; n0 d等价于 ：  HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);
0 Q  q, y. \: A3 `; F/ X" _! s! d
  两者都是直接读取对应CCRx寄存器的值
2 J( L( f: k4 v& e8 ^5 w: Z) j. [+ c