STM32定时器pwm模式输入捕获##
STM32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。
' C, L. U$ Y5 Q4 s  w
! R7 e/ N0 i$ c: f% g6 k; a2 e& d! [& K
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（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。


* A7 S- S# i% q1 }PWM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%。
具体步骤：
9 ]0 y$ t  J# i

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）。
2、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。
5 R- D7 D( X1 {4 ^' U# 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。
2 ^1 N, N! S; p7 L4、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。
* }6 D* y- \5 ^8 a在CH2通道中：
TI2FP1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。
  D# R( J* K% W9 O: LTI2FP1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。
0 {8 [3 m+ z; Q* z6 W. [CH1,3,4相同。

1 \1 }; W3 R/ u2 L8 W$ X; E7 w
具体程序：

1. include “pbdata.h”
   
2. 
   1 X  w  g" D, m3 ]. B' g5 {
3. void RCC_Configuration(void);
   
4. void GPIO_Configuration(void);
   
5. void NVIC_Configuration(void);
   2 \6 x1 h5 Y" K2 u4 M) n0 B- I
6. void TIM2_Configuration(void);
   
7. void TIM3_Configuration(void);
   , r2 q. z/ `" @; e* @4 r
8. void USART_Configuration(void);
   
9. 
   
10. int fputc(int ch,FILE *f)
    
11. {
    
12. USART_SendData(USART1,(u8)ch);
    - H* N' K5 d& B2 z. Z4 O! ^2 F# Z! e
13. while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    
14. return ch;
    ! _0 u. z  [6 Y. Z
15. }
    * E# ]7 D; S9 a' \7 h7 x
16. 
    " D! |9 ~% a5 z# ~. ?
17. int main(void)
    
18. {
    4 [3 W8 @9 w& v/ Z7 Z( J) O+ X
19. RCC_Configuration(); //配置时钟
    
20. GPIO_Configuration();//IO口配置
    + d2 d1 q0 B8 C% b! p
21. TIM3_Configuration();
    2 H. w5 Y  q$ L3 s7 H2 S
22. TIM2_Configuration();
    
23. NVIC_Configuration();
    
24. USART_Configuration();
    
25. 
    ! y7 H0 |& Z9 q2 J$ [. @
26. while(1)
    0 J7 d0 r3 n& H6 @1 P( J" G
27. {
    
28. if(flag==1)
    " Q' U/ C0 ]' H( u! H$ M6 s: X5 S
29. {
    
30. flag=0;
    
31. printf(“the duty is %d/r/n”,duty);
    $ r8 x6 [  A1 W
32. printf(“the frequency is %.2fKHz /r/n”,freq);
    
33. }
    
34. }
    
35. }
    
36. 
    
37. void RCC_Configuration(void)
      c! h  Q- p" N9 T5 Y7 l$ O; q
38. {
    
39. SystemInit();
    
40. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
    
41. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2|RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    + ~9 z* j" @1 r' I
42. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    # k# I1 I3 B' N- E
43. }
    
44. 
    , I5 ?$ H! b2 Z0 p& K
45. void GPIO_Configuration(void)
    
46. {
    
47. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
48. //LED
    2 H) r  c6 _. i7 x5 @9 d) g1 d: e
49. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//TX
    ( b6 O3 d- O5 D, G
50. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
51. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    
52. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    8 [. {( r( D7 v- d6 Z: Y
53. 
    ! i) b  Y; B8 Q- M) Q
54. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//RX
    
55. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
56. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    & Z7 M+ O7 z1 ~& J
57. 
    
58. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;//PWM,TIM3_CH1
    ; q/ B" W9 X( `
59. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
60. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    ' v0 t2 y2 Z0 O! m; c( Q. i' C/ `
61. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
62. 
    
63. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//TIM2_CH2
    
64. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    6 l( Y( |0 u; \/ Y; \. h
65. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
66. }
    7 e$ F) z5 l9 J2 q; M' O
67. 
    
68. void TIM2_Configuration(void)
    
69. {
    
70. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
    
71. TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    
72. 
    ; n' r& I) {. O2 ?, o7 c
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
    ' X) T* U* s1 G; p& Q* |% U
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
    ' L% w) p$ T+ ^: d4 V
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）
    9 R9 r+ N: D+ B7 _4 t: o
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
    
84. TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定时器2
    % f7 h5 |7 o$ G( j, h3 n
85. }
    ! T* Y7 n+ P  b- h
86. 
    
87. void TIM3_Configuration(void)
    
88. {
    ; b% g, x1 `' q& Y: z
89. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
    1 P' n! w/ Z7 E/ ?. M* z! Q7 F. {$ z
90. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
91. TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=72000;//计数初值
      ~9 t7 ~* `3 R" R& O# h$ X  V) [2 ?
92. TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler=0;//分频系数
    0 J  |4 V1 X5 p) P" l1 x9 K
93. TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=0;//时钟分割
    : |; k" r5 C/ O
94. TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式
    
95. 
    . ]  l+ P9 }+ J$ Z7 b; _
96. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStruct);
    
97. 
    
98. //TIM3_CH1作为pwm输出
    
99. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    
100. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
     
101. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=36000;
     / C; l' B. R5 `
102. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
     
103. 
     
104. TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
     ! M  u4 Y# r1 d9 m) D. ?- x' s
105. 
     - {: h) t! E/ s: O
106. TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);
     5 J$ e  v9 \5 A9 `6 E( |
107. TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);
     5 |. Q  e6 N$ w; |  I+ g
108. TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
     
109. 
     
110. }
     
111. 
     
112. void NVIC_Configuration(void)
     3 I) z- c/ o) T+ v! k5 Y+ d: `# ~
113. {
     
114. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
     
115. 
     5 \/ E7 C9 ~1 @, T/ A# ?' p
116. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
     3 O/ w! l. |$ z1 a- g
117. 
     
118. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
     
119. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
     ; N. s8 d) C: ^0 l+ q3 ~6 j
120. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
     
121. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
     
122. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
     9 p4 w1 ]% B. Z  t) \
123. 
     / F" a5 O. J+ {" w7 r& e
124. }
     6 i/ F7 ^! {5 b$ W7 n5 m
125. 
     * X# {* M0 N2 J6 r+ Y: j1 Q* S
126. void USART_Configuration(void)
     3 N7 q; U% C! ^4 o9 A& c' o' V2 ]
127. {
     5 L# m- J4 V0 n5 r1 n
128. USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
     6 I+ |7 I7 _5 D
129. 
     , q  u5 g+ L" }! ]! v6 j: v( ?. K. P
130. USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;
     
131. USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
     
132. USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
     
133. USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;
     ) O% G+ H" H: A
134. USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
     / _5 k' r# j3 A/ C) X
135. USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
     : I0 h& K+ W0 B3 l6 @; [% _
136. 
     1 u2 ]: t' W1 f
137. USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
     
138. USART_Cmd(USART1,ENABLE);
     + C0 |  Q0 S: E7 b0 W+ ]
139. USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);
     
140. }
     0 ?/ X1 b+ V$ s! `) j- k
141. 
       U% R8 D% k& h$ a5 A4 X
142. //中断程序
     2 L, q' A  e1 S1 W6 u( X3 S
143. void TIM2_IRQHandler(void)
     
144. {
     $ R& k4 G$ f/ z1 ^# g, e
145. if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC2)==Bit_SET)
     
146. {
     
147. float IC2Value=0;
     
148. float DutyCycle=0;
     , ~- a6 O8 u4 ^  T7 S! V
149. 
     
150. float Frequency=0;
     
151. float pulse=0;
     # j8 T9 G* A4 {3 |7 `
152. 
     
153. IC2Value=TIM_GetCapture2(TIM2);//获得CCR2的值
     
154. pulse=TIM_GetCapture1(TIM2);//获得CCR1的值
     " Y7 Q$ e, p( E5 \* Q3 d+ ^/ `
155. DutyCycle=pulse/IC2Value;
     
156. Frequency=72000000/IC2Value;
     
157. duty=(u32)(DutyCycle*100);
     + F- H' f6 Q  R/ h0 ~7 ]
158. freq=(Frequency/1000);
     
159. 
     
160. flag=1;
     
161. 
     
162. TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC2);
     
163. }
     2 }+ l- ~8 e& D& D+ c% A, S/ U. I
164. }
     
165. 
     
166. duty和freq是定义的全局变量
     : c5 k, X( [7 ]# X" @9 e; K
167. extern u32 duty;
     0 R7 j! F! G, j# D
168. extern u16 freq;
     
169. 
     
170. u32 duty=0;
     7 K2 o: I6 F, P7 J  S0 G: t
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。

, n7 A, a/ _- \+ m
1 z2 P" ^: w  W  s6 w, Y其他应用：
. c/ h1 W) v; d. f# g+ e, k7 S3 C1.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。

6 I# h, ?; m  z1 l6 R4 X