STM32定时器pwm模式输入捕获##
, y- D, ~8 r0 J, I5 b' uSTM32中的定时器，除了TIM6和TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。这种模式通常用在对输入信号频率frequency、占空比duty、高低脉宽的计算中，具有很广泛的用途。


7 b' K1 p/ h* o* ?3 LSTM32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（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。
" w9 ^3 G* B' ]
$ P, u) P2 ]0 C2 d
# c9 Q# @0 ?% D) g5 V; g0 JPWM模式捕获方法：利用TIM3_CH1作PWM输出，TIM2_CH2捕获上述PWM信号，并测出频率和占空比。设置PWM频率为1KHz，占空比50%。
( ~0 s1 V$ U+ f3 W+ _8 R具体步骤：

% s, c$ k$ x: b4 Z  K3 U5 d
1、为了实现PWM输入捕获，TIM2占用了2个通道。第2通道的电平变化会被第一通道和第二通道引脚检测到，其中第一通道被设置为从机模式（如何快速判别主从机模式，规则如下：如果设置的是第二通道作为PWM输入捕获，则剩余的第一通道都为从机，反之亦然）。
4 Q% O* \$ u0 r2 r1 K1 k2、假设输入的PWM从低电平开始跳变，在第一个上升沿到来时，1,2通道同时检测到上升沿。而从机设置为复位模式，所以将TIM2的计数值复位至0，此时不会产生一个中断请求。
3、下一个到来的电平是下降沿，此时通道1发生捕获事件，将计数值存入通道1的CCR1里。
. y2 J3 W4 _- k  G' E4 b然后是第二个上升沿到来后，此时通道2发生捕获事件，将此时的计数值存入通道2的CCR2里。复位模式此时又将TIM2计数值复位至0，等待第二个下降沿到来。
4、一次捕获过程完成，则PWM的频率f=72M/CCR2;占空比：duty=(CCR1/CCR2) X100%

注：
PWM输入模式时，用到两个通道(一般用TIMx_CH1或TIMx_CH2)，只给其中一个通道分配gpio时钟即可，另一个在内部使用。给一个通道分配gpio时钟后，需要设置另一个为从机且复位模式。(例如使用ch2,ch1就得设置成从机模式)。当一个输入信号（TI1或TI2）来临时，主通道捕获上升沿，从机捕获下降沿。
! K1 ^: ^* e% F7 r在CH2通道中：
1 O5 h! G8 {: tTI2FP1和TI2FP2都来自同一信号TI2 的边沿检测，信号相同，同一个TIx输入映射了两个ICx信号。
TI2FP1和TI2FP2可以分别由连接到的ICx (IC1或是IC2）相对应的控制寄存器设为上升沿或是下降沿触发，这两个ICx信号分别在相反的极性边沿有效。如果TI2FP2设置为上升沿触发，则TI2FP1设置为下降沿触发，二者极性相反。
CH1,3,4相同。
* J' x6 O1 y+ V6 _% P% H* v

具体程序：

1. include “pbdata.h”
   ' Z5 P5 Y* g" H( s" a) h
2. 
   
3. void RCC_Configuration(void);
   
4. void GPIO_Configuration(void);
   
5. void NVIC_Configuration(void);
   ; d/ q8 J! n& X2 R
6. void TIM2_Configuration(void);
   : ^) ?+ K; P2 s0 T
7. void TIM3_Configuration(void);
   
8. void USART_Configuration(void);
   8 Z& @" r% N% ]
9. 
   
10. int fputc(int ch,FILE *f)
    
11. {
    
12. USART_SendData(USART1,(u8)ch);
    ' B  N5 L( s. G. Y8 |
13. while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    
14. return ch;
    & G9 [0 g8 J; S) C' F
15. }
    " G8 U/ O9 U6 R+ m7 H9 L
16. 
    
17. int main(void)
    
18. {
    
19. RCC_Configuration(); //配置时钟
    4 g5 ^0 s' r. {! {: x5 y
20. GPIO_Configuration();//IO口配置
    
21. TIM3_Configuration();
    
22. TIM2_Configuration();
    
23. NVIC_Configuration();
    8 ^" l* U% f8 o1 G( [! u1 ^+ @
24. USART_Configuration();
    , X& e0 F: a$ l0 Z
25. 
    % |( N1 B) z2 S6 b/ }1 z7 c' M2 b
26. while(1)
    . k: k+ }, C, f6 W8 c5 e
27. {
    4 c( ?1 e" d9 ~$ Z: }  F
28. if(flag==1)
    
29. {
    
30. flag=0;
    
31. printf(“the duty is %d/r/n”,duty);
    # i0 a! {9 o' X! `
32. printf(“the frequency is %.2fKHz /r/n”,freq);
    
33. }
    : z9 ^2 E4 P9 S' i. K& c% @
34. }
    4 a$ O* D4 o" f/ N9 s
35. }
    
36. 
    * v1 R) y4 [) B% X/ l. a
37. void RCC_Configuration(void)
    
38. {
    
39. SystemInit();
    
40. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
    ) L1 L: i3 S) g" p2 @+ c
41. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2|RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    
42. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    2 {: |6 S4 B& X6 U' k
43. }
    5 n3 H/ J" ^' O" s7 Z3 y4 Q
44. 
    
45. void GPIO_Configuration(void)
    
46. {
    
47. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    ' `" `* Q9 F* L5 \9 G
48. //LED
    7 F3 V! n+ \. w# M
49. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//TX
    
50. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    . N- j! L+ D( c" t  ~9 m
51. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    
52. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    3 z4 ~7 Y) F7 s! c( z8 N3 e& P
53. 
    
54. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//RX
    
55. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
56. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    1 }$ H  O( ?, a% u" P# _( P
57. 
    
58. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;//PWM,TIM3_CH1
    
59. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    1 s# P) h" B* l0 W  C8 Z" Z
60. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    
61. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    5 f, @& v, W  D7 K! j' E8 c( Y
62. 
    , T' d/ g' `' F( q; c
63. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//TIM2_CH2
    
64. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    0 w: w/ D% b9 l* ?/ i: k
65. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
66. }
    
67. 
    & G$ M1 w* Z0 v4 l8 K+ H8 I
68. void TIM2_Configuration(void)
    * ]9 X( ?  ?9 R* G- |  @; ^9 ~/ I
69. {
    ( s0 S% X8 t4 P$ y* u
70. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
    . n- L- t. }2 f
71. TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    # _1 @: e1 e- G  L: ?
72. 
    ; p4 f& D2 G8 S9 m( e' p
73. TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_2；//选择TIM2_CH2，选择输入端 IC2映射到TI2上
    
74. TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿捕获
    
75. TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//映射到TI2上
    
76. TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;//在捕获输入上每探测到一个边沿执行一次捕获
    
77. TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0;//滤波设置，经历几个周期跳变认定波形稳定。（采样高电平，只有连续采集到N个电平是高电平时才认为是有效的，否则低于N个时认为是无效的，N取0x0-0xF）
    
78. TIM_PWMIConfig(TIM2,&TIM_ICInitStructure);//以上是输入捕获配置
    
79. TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI2FP2);//选择滤波后的TI2FP2输入作为触发源，触发下面程序的复位
    
80. TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset);//从模式控制器被设置为复位模式-选中的触发信号上升沿重新初始化计数器并产生一个更新信号（上升沿一到，TIM2->CNT被清零，每次上升沿来到，CNT都会被清零）
    ! d* W5 f* h" q3 G1 Q. Q6 d
81. TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2,TIM_MasterSlaveMode_Enable);//启动定时器的被动触发
    
82. TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_CC2,ENABLE);//捕获中断打开
    
83. TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_IT_CC2);//清除标志位
    & }) y. n3 m- d% h, B0 |
84. TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定时器2
      ]$ U2 q9 c2 B; g$ `
85. }
    . f- K: A3 c# I3 ^# {7 W
86. 
    ' W; w* m# @* v% x/ o- {, \' e
87. void TIM3_Configuration(void)
    7 ?- Z- [+ O9 j1 Q1 L; e
88. {
    0 C% o! k7 [7 z. s
89. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
    
90. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    2 Y2 p9 O9 i3 ~: `1 I8 C8 q, o, i
91. TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=72000;//计数初值
    
92. TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler=0;//分频系数
    : U' P5 O4 o3 P4 F$ V! i
93. TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=0;//时钟分割
    , L% V4 t& m" @  K" `; P+ a1 Z+ {0 W" h
94. TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式
    4 f9 k$ z3 \* B$ m# i1 a4 }
95. 
    
96. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStruct);
    
97. 
    + K& ~+ P2 S6 j: r
98. //TIM3_CH1作为pwm输出
    : \" e& k$ m. C) W+ X
99. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    " D2 M$ H7 v, D& I0 P1 M
100. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
     
101. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=36000;
     
102. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
     
103. 
     
104. TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
     + E4 I' x" `# C+ U1 Y3 `1 v
105. 
     
106. TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);
     
107. TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);
     " ?* y& O, T! V* |: A- q7 v' _
108. TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
     
109. 
     
110. }
     3 p/ `' C  _4 ], f
111. 
     
112. void NVIC_Configuration(void)
     
113. {
     
114. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
     
115. 
     : P' ]$ `6 P+ D" }4 {" r8 P
116. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
     
117. 
     : Z! P+ M1 [8 ]) r& {9 C0 [
118. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
     5 v; F8 M. x( ?: m$ H
119. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
     ; o# I* d# o$ H7 S
120. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
     ! N' i% m% J, T, O
121. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
     
122. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
     
123. 
     
124. }
     3 r8 J( B) I/ p6 k4 a
125. 
     
126. void USART_Configuration(void)
     
127. {
     
128. USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
     " N+ C7 r7 N. H% R; ]( [) P7 C# _
129. 
     
130. USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;
     . [. B1 {4 m- I. T2 n2 t5 ]
131. USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
     ) S: q3 ]. H. e6 i- G
132. USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
     
133. USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;
     6 \5 Q/ Q% P3 Q* U2 f9 m+ A
134. USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
     . p  d4 {" ^2 d: c" P% z  ^8 x
135. USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
     0 l5 v; r6 a7 z" Q; V
136. 
     
137. USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
     
138. USART_Cmd(USART1,ENABLE);
     
139. USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);
     
140. }
     - [8 Q+ g" L6 q
141. 
     ) l' D4 M1 [& J8 ]2 w3 {! o
142. //中断程序
     ) f6 g! Z0 ^4 @6 h* [8 K5 k6 G2 D
143. void TIM2_IRQHandler(void)
     7 q& n: j4 J/ ?; K2 o
144. {
     
145. if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC2)==Bit_SET)
     
146. {
     
147. float IC2Value=0;
     # V9 f( L# v& ?$ L
148. float DutyCycle=0;
     
149. 
     % g* K) g6 }& @2 ^
150. float Frequency=0;
     
151. float pulse=0;
     - z# R5 t) J4 p5 S% v
152. 
     ( v/ U& [3 }* n' n, d* c( q0 Z
153. IC2Value=TIM_GetCapture2(TIM2);//获得CCR2的值
     
154. pulse=TIM_GetCapture1(TIM2);//获得CCR1的值
     
155. DutyCycle=pulse/IC2Value;
     
156. Frequency=72000000/IC2Value;
     
157. duty=(u32)(DutyCycle*100);
     . w1 ^; R( i3 x, l& X$ G) T; A
158. freq=(Frequency/1000);
     
159. 
     7 W5 x, ?3 N# u
160. flag=1;
     . A+ d2 F9 b& d( ~
161. 
     
162. TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC2);
     + N* E) O1 j  `  p7 b
163. }
     
164. }
     
165. 
     + ]9 S/ l* u, c" f( }+ n1 W
166. duty和freq是定义的全局变量
     
167. extern u32 duty;
     
168. extern u16 freq;
     
169. 
     
170. u32 duty=0;
     ; S3 r! N$ o8 \
171. u16 freq=0;

复制代码

经调试程序可用。频率和占空比都对。频率的设置不要太高，因为printf函数发数所需时间较多，两次捕获的时间间隔短的话可能使printf不能及时地送出数据，造成数据被刷新。更改方法，使用：USART_SendData();函数发数。
9 E1 S8 R: M8 \
; n! G- n* C, T. P5 @+ B% l
其他应用：
1.测量高电平时间：a,上文中的CCR1就是高电平时间；b,当使用一个通道CH1时，先将触发沿选为为上升沿，产生捕获中断，读取CCR1中的内容，再改变触发沿为下降沿，下降沿到来时捕获，再次读出CCR1的内容，两次相减为高电平时间。
2.测量脉冲个数：a,开启定时器1的捕获中断，捕获信号边沿(上升沿或下降沿)进中断，count++计数，再开启定时器2的更新中断，定时一定时间进更新中断，读取count值，此为脉冲个数。b,开启外部中断，配置沿触发中断，count++计数，再开启定时器x的更新中断，定时一定时间进更新中断，读取count值，此为脉冲个数。
3.计算一路信号的频率，可以选择定时器的CH1或CH2（不可同时计算两路频率，否则计算出的频率是后初始化的那个通道代表的信号频率。当然，要同时也可以，每次得到频率后切换通道，将数据通过DMA取走即可），使用PWM输入捕获模式，使用上升沿触发。而CH3和CH4通道则不行，如图2所示，只有红线所指的4个信号连在了从模式控制器上。所以，对于3和4通道，计数器的值不可能在接受到信号上升沿时候，有复位这个动作。
( n4 p/ d2 @1 F  B; K) r
6 n: C( z9 W% b4 }( |& D