前言：
' R0 u" Y1 O1 q* F% b/ z1 ^& ]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
; @+ {+ T7 {/ p4 H

所用工具：

1、芯片： STM32F407ZET6/STM32F103ZET6

# E; j) _# L# T. j& @0 |( v2、STM32CubeMx软件
0 h. _* I+ p' g& O1 w( I$ \- Q
! ?# |$ T8 m5 ~9 D3、IDE： MDK-Keil软件

( A2 o5 C4 o, o1 f! N$ G4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库

0 G2 P$ @: r& z6 g知识概括：
; T- U7 P- g" E0 `3 _) v
1 F* [( N. X4 a' r+ l- t通过本篇博客您将学到：

) w7 i% K: _; zSMT32定时器输入捕获

6 c+ X  n! X9 Z 测量PWM频率和占空比
8 q3 F& q; K- q2 v+ P

输入捕获
输入捕获概念
# |: E4 n( s+ w# \) s3 A& Z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。

输入捕获的工作原理

6 ?( l' @* Y$ v
①先设置输入捕获为上升沿检测，
) l, x  Q1 Z7 p; W5 P. @
②记录发生上升沿时TIMx_CNT(计数器)的值
7 a, J+ n2 r1 d6 n& r  j3 q5 n( b
③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

  S; i; q( d! l" z; Z⑤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。


( r$ ~' W, z( _' H( K简单说：

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，


  g; O9 M9 J3 x, k+ H输入捕获的工作流程(对应CubeMx的四个选项)
  w; {( J1 |8 G4 a

. m" r  _$ c# V) R; [/ K
设置输入捕获滤波器
) E5 U! P$ v9 C% h$ L. {0 oSTM32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，

* m& d+ v/ i8 F$ o& w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        

2 J% F' M. O  H: H1 B( u2 f2 Z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。
0 d) M5 U3 Q  t8 I( R; r+ ]
: ?9 z$ I5 O3 Q# w- s$ `设置输入捕获极性

设置具体为那种捕获事件

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

0 K5 B  s- w, b2 Y9 w: z& t设置输入捕获映射关系
; z3 a4 ~5 h" USTM32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
9 k7 E+ P6 D* h3 `# h
  u' m* W3 ]4 K: r
& o5 B, _* F- ]4 P- Q% {

设置输入捕获分频器
/ Z) @# T1 v8 l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
+ {+ l0 S! D" S! s) z& G# U- K
溢出时间计算：


7 e8 A. @; b. S+ e7 a( bt1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，
4 R: A* F9 q1 c
其中每计数0xFFFF次溢出一次，直到t2时刻跳变回低电平，

) B  D" f0 |" ^3 f4 s+ B2 J获取最后一次溢出时到t2时刻的计数值TIM5CH1_CAPTURE_VAL
, Z- K$ j: z8 e) b9 c) N9 m4 V
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。

如果计数器值为 32 bit   那么最大为0xFFFFFFFF      

" n5 j$ ~$ y. z$ o: u; {- B( k) q高电平时间：
# |" |' t) z0 @$ [4 W7 ^



输入捕获的工作框图
. d4 ?% a- o7 R- R. q' b: b
& h) C& X& P: K# @; P  T


工程创建
设置RCC

设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

1 f. d+ R5 P  W
: M9 Q9 z" a9 T# @) L6 |
% L4 s( j9 {3 I/ f2设置时钟



我的是  外部晶振为8MHz
1选择外部时钟HSE 8MHz   
, g3 _* M+ B5 s0 J: ?2PLL锁相环倍频72倍
3系统时钟来源选择为PLL
3 i8 G+ T% p% S' l% {4设置APB1分频器为 /2
) d; S  }8 j5 C# y& D5 这时候定时器的时钟频率为72Mhz

. |2 L0 U9 R5 I6 x6 F$ C3定时器配置

. K/ V4 T6 S- _: O

这里我们选择TIM5的通道1

# H+ q9 m$ ?- r+ S/ u  ~0 T/ {$ z& ^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
不分频
4 o" |3 ?0 K! M! X滤波值为8

( ?* G2 s( @+ \3 B- 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
5 m1 i4 y& e5 f: `

- s: F- P) w8 _" H2 g% l
4项目文件设置
9 u, R3 f# N: O+ [5 Q8 ?; x/ t/ A
+ d3 s% i0 L8 o# Z$ l
0 G6 w3 P3 o, J' c2 j8 M1 h
4 @% l! W0 f, ^. Y: H1 设置项目名称
2 设置存储路径
$ O# [- v5 w5 \* m& j3 选择所用IDE
0 V" V* |# P: Z& M8 n* ~


5创建工程文件
, a: k$ ~7 l6 `; [! c- H: N
然后点击GENERATE CODE  创建工程
+ g( Y' }6 F* g+ B' k
$ A( M% l: H& M( m. w7 E& ?; g1 b配置下载工具
& f1 H# b9 t! P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

4 X$ h" K0 U4 j6 f5 W$ I0 N

8 [! L; C' x  r5 t+ W* i例程实现：
; o' X# U1 R, F' N! T, ?定义变量：

1. /* USER CODE BEGIN 0 */
   
2.     uint32_t capture_Buf[3] = {0};   //存放计数值
   6 d8 g) f+ b/ x6 `; J9 P. d
3.     uint8_t capture_Cnt = 0;    //状态标志位
   # f3 A; `; F* b+ n" u$ {7 T1 H
4.     uint32_t high_time;   //高电平时间
   
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
( o' z6 Q, x4 r4 s# N
( j5 o' x7 b4 Z8 r( \. ^4 b2 k

1. while (1)
   , Y$ b# h. a1 ]- v( c1 |
2. {
   ) |0 L: s8 c* ]
3.     /* USER CODE END WHILE */
   " D% A* i" N. M& ^
4. 
   
5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
6.   switch (capture_Cnt){
   , q: E% T* x7 [  K) O
7.         case 0:
   - i& Q/ c1 T, R0 P' u9 j) ~
8.                 capture_Cnt++;
   
9.                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
   , z, S; d: n, g4 \1 R- w
10.                 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5, TIM_CHANNEL_1);        //启动输入捕获       或者: __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);
    
11.                 break;
    ! z! k% Z9 i& M) `
12.         case 3:
    3 N7 h, A0 a4 |( z% i
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
    4 h7 J! I: ^( S; I
15.                                 
    % u5 ~1 v& ?& ?. u( ~! }
16.                                 
    : ]7 Y4 r, n' [: y+ [4 D4 N( B
17.                 HAL_Delay(1000);   //延时1S
    
18.                 capture_Cnt = 0;  //清空标志位
    ( n2 K7 o8 Q# R! q
19.                 break;
    
20.                                 
    : F9 p# I+ N) }. `5 f8 w
21.         }
    ) j. s! T/ w: R6 N
22. }
    
23. /* USER CODE END 3 */

复制代码

5 H" I! M2 x4 {7 H$ q在main函数下方添加中断回调函数：

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   8 @2 a/ \6 Y) `6 u" i8 l+ Q
2. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   1 O4 H5 ?( m8 x) Q, s8 U/ l
3. {
   
4.         
   # F7 J! q  v5 l! L! |
5.         if(TIM5 == htim->Instance)
   
6.         {
   
7.                 switch(capture_Cnt){
   - M. O" V9 Z: J9 m/ b
8.                         case 1:
   * w5 B. i7 g& c: M' h8 d) t( ]
9.                                 capture_Buf[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
   ; W: U7 C( m0 i6 q2 G& Q
10.                                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  //设置为下降沿捕获
    
11.                                 capture_Cnt++;
    
12.                                 break;
    0 [/ k5 U% @0 i6 I: w
13.                         case 2:
    1 A( w* l& o  I( j
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.         
    ) B/ w$ V8 g, |
19.         }
    
20.         
    
21. }
    - e' A" p2 V7 |1 Z! f' A
22. /* USER CODE END 4 */
    

复制代码

具体流程：

) u, [' R' ?, R0 l3 b1.设置TIM5 CH1为输入捕获功能；  
% @9 U, L& R: k) j
2.设置上升沿捕获；
& q8 l% S$ ~; X9 d  H/ t
3.使能TIM2 CH1捕获功能；  
# a$ f% W3 F( q; h' |2 k
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；
6 J8 w2 c( v1 B5 h% w! L/ _
) l: v; E" K0 \! G+ S6.  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

% Z1 ^9 a6 K" c3 x
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM5_Handler,0);   //设置计数寄存器的值变为0
. y* I: R8 F: t
! o  G* H* J2 B$ CHAL_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
9 M. q6 ]1 x! v; x2 g& T* w
' C) N+ T( O; }4 b0 V1 P6 p/ ^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

  ]0 n6 Y0 u, D2 @0 B__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY不是函数，而是底层操作的一个宏定义

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

) k1 ]# I; G+ n. j) f0 V7 y

& d" C  F! L  J; r  X0 ^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
& Y" ~/ @7 X9 k5 p0 |7 \
+ E+ u0 K5 \4 s$ d/ Z等价于：
/ |( \% W: O; A3 j, U0 v; w3 K. M

1. TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的捕获极性！！
   / M# Q& t% d: t  d0 n+ j  S
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

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

" J; b5 t: D0 \2 w$ i  A__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

3 `7 O. p- U  I" J$ I6 P3 W

, M, _  B8 |. Y等价于 ：  HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);
) p& O8 Z' Z/ t+ \
% I5 L3 n* {3 T5 X; @* c9 Y! S  两者都是直接读取对应CCRx寄存器的值
7 i  \0 V9 b/ _9 Z! e
  \" G' H# v" G% ^$ {( W. p
9 N, v0 Z' }: I3 i9 ~  ^' \; R5 Y
% i2 [- a; c/ h* L7 Y4 Z