前言：
# R+ v1 P# x8 E, s, U- p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

1 I! L1 V; C3 U# i
所用工具：
' `* w7 W3 j5 G. S
( Q% t, v. O+ Z8 V) P4 k5 M1、芯片： STM32F407ZET6/STM32F103ZET6
" s/ r1 f" S- `! B$ h7 W
* L1 ?* V5 A5 E( u" u+ e6 V2、STM32CubeMx软件
7 K& l+ t$ O, W& \! n
& b9 b% k; U; L6 j, c. m$ B3、IDE： MDK-Keil软件
! v4 p& J; R4 W8 R
! N6 w, a  N1 V* Q- N2 C' V3 i4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库

; C3 U/ _  n1 l6 w* ]: ~9 N; B+ t" @知识概括：
- S# e, V. Q& x8 t" e, A
通过本篇博客您将学到：

SMT32定时器输入捕获

测量PWM频率和占空比
* f; [* H: k8 ]2 c$ ~

输入捕获
2 J2 v3 t% ^" h  N* D. s- Y/ t输入捕获概念
0 @( F! z; @+ ?$ C2 P; u) k( r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。
( A. ?* H# r7 q; V- S7 e
输入捕获的工作原理

+ m& ?2 B* F1 E2 {7 w& d/ W
) L" L( f: Q& p" t* A' `①先设置输入捕获为上升沿检测，

②记录发生上升沿时TIMx_CNT(计数器)的值
' M9 b! P& o3 ]" Z' \; N0 Y8 S" ]
% C, i+ T3 }9 v+ 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
2 U, |) C) B9 N+ D2 S/ a5 V2 Y& A
" Z& [( l! q+ R1 g) }④记录此时的TIMx_CN(计数器)T的值

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。

; U! K% I+ O( Y' j
( U  _  h! K% Z简单说：
# U3 H* `+ j, b; Y1 F
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，
/ |7 K7 ^, r- E( W& l7 W
1 L% }, W) o; A6 I2 s7 a) `) y( i+ H
# d- {. u/ `) {( O( [$ D: n7 Y输入捕获的工作流程(对应CubeMx的四个选项)
( d! e6 O8 m/ K; C5 ?. j
: z6 D; S+ }/ T; Y
# P; t) V. r$ ]' a
4 ]5 v$ W! D8 @( g- i1 ?0 n1 o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，
. ]7 m1 ^* V% K$ q
7 l1 [8 A4 C% a. @% B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        
: H1 }2 T% I8 u) G; ]9 ^1 M# G
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。
1 m+ F# \7 d: G4 V
9 G  |: X4 y/ q# S% X9 z设置输入捕获极性

设置具体为那种捕获事件
# m. I0 F" D4 i6 C; m6 j
# ~# H" ?6 `' s) q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
# r) x+ n! Z! L9 x  _6 A* N
: D/ ]* c8 `) b0 I设置输入捕获映射关系
# D$ S8 \+ e  Z8 c9 V3 pSTM32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
+ C8 M5 C% l, `



设置输入捕获分频器
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
  X, w7 V6 Y" X/ b. }! ~& B, c( ^
0 t+ b, N/ v/ n) v: g3 r- ]溢出时间计算：

% u6 L$ P, r3 z0 J  x, @3 {; [6 j
! |' `/ m* [, Z; y7 J- Zt1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，

其中每计数0xFFFF次溢出一次，直到t2时刻跳变回低电平，

; C0 B7 w2 B7 ^$ u/ h2 U" T获取最后一次溢出时到t2时刻的计数值TIM5CH1_CAPTURE_VAL

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。
6 H5 G7 Z) j# q: S
如果计数器值为 32 bit   那么最大为0xFFFFFFFF      
5 d: [/ @1 N8 s6 \& ?) P, m
高电平时间：
( b) p& u2 Q0 k, m; \' ]! I



9 a: y( l9 K- q输入捕获的工作框图
( P$ ~: b/ ]" c7 B" x/ \6 {

' k8 N) }& \: K. ?. V9 W0 e8 J8 k. I
( z* w! D7 M) o1 J, ^: P
9 s* g6 q. T4 i# u0 B$ W工程创建
& H7 E+ P  i6 k* t设置RCC
/ C/ h! g$ l/ d
设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源



6 k6 x' T/ ?4 M4 T. J3 Q3 D2设置时钟
8 j  i9 x% ^# W1 h$ d1 p


/ |" b) A- U, b6 X6 Z+ A4 ^+ D+ R我的是  外部晶振为8MHz
1 f6 |, d* q' C+ @, h) `1选择外部时钟HSE 8MHz   
$ K- v2 K1 w! }! ~, R2PLL锁相环倍频72倍
! v: I9 W/ r) P/ N3系统时钟来源选择为PLL
7 ^) _0 X8 C1 \+ C( b4设置APB1分频器为 /2
5 这时候定时器的时钟频率为72Mhz

3定时器配置
2 K; V) @1 E* @) g% ^) @
6 F. o& s; p' s) g! C3 W- \( u

/ x% Q/ g6 a8 ?6 ?4 u1 p这里我们选择TIM5的通道1
" [9 |7 r0 H, C/ M
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         
5 S* l* m7 O; y) O上升沿捕获
不分频
# h/ ]: O5 D7 s9 u  N6 S+ [( y- e滤波值为8

同时在NVIC一栏使能TIM5的中断
1 k/ m- a) Y% Z4 Q" K- Z9 c2 R
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

4 \0 ]( E6 G) u" Q- X  l! Q9 h
! g+ M9 a! I, ]
4项目文件设置
" ]' E; g5 L4 B" p! n* |
; ^: x# U2 k8 C1 f5 Y  p4 Z: V

3 n% u% H6 ]: J) s1 设置项目名称
2 设置存储路径
: S& ^+ P+ E( H3 选择所用IDE


& C% S& m' N0 Z  x
5创建工程文件

# M( s  v* h- W5 m然后点击GENERATE CODE  创建工程
, f0 `5 l  d8 u! F$ t+ J. Z; Z! a
. f) n- ?6 m9 b# Q6 Z配置下载工具
0 z; v: T& @* F) z, i* t% w7 K. g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
' q- ?% W6 H$ J6 g% p


例程实现：
定义变量：

1. /* USER CODE BEGIN 0 */
   + Y; P" `4 A3 |3 x+ _+ M5 \
2.     uint32_t capture_Buf[3] = {0};   //存放计数值
   
3.     uint8_t capture_Cnt = 0;    //状态标志位
   , }: ^3 K3 D/ J- t5 r
4.     uint32_t high_time;   //高电平时间
   ! c8 w+ |' J( a- j
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

( ?& m0 }" c6 D3 ~) k  f& O4 w

1. while (1)
     d7 \( D( u& _$ F" ]5 ~' I
2. {
   ! Q" m4 J; v9 T  t7 u
3.     /* USER CODE END WHILE */
   
4. 
   : O1 }1 O4 i6 v2 T
5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
6.   switch (capture_Cnt){
   
7.         case 0:
   
8.                 capture_Cnt++;
   
9.                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
   / Y. i6 q6 i) H+ B; d
10.                 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5, TIM_CHANNEL_1);        //启动输入捕获       或者: __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);
    
11.                 break;
    # h# |/ e. Y0 Y2 P
12.         case 3:
    2 U% ]! }4 k( d- D0 H: a  a8 i
13.                 high_time = capture_Buf[1]- capture_Buf[0];    //高电平时间
    0 v* U: a. r9 b, ^
14.                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)high_time, 1, 0xffff);   //发送高电平时间
    / h1 U8 @" Y) y' p. T$ r
15.                                 
    8 c, k. B8 @/ q  A
16.                                 
    4 G  Z: `( o2 S5 Y
17.                 HAL_Delay(1000);   //延时1S
    
18.                 capture_Cnt = 0;  //清空标志位
    8 O' w2 n: |" L: t# R
19.                 break;
    ' b- Q& v+ Y' N' x5 [! m% G, E
20.                                 
    : m" t/ v* `$ n8 |" ?; h5 W
21.         }
    
22. }
    + w( H9 R' k! n) v1 w: g
23. /* USER CODE END 3 */

复制代码

: m0 i3 g4 _6 p: _在main函数下方添加中断回调函数：

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   
2. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   ; c4 R1 g7 X0 J- ?5 t- v
3. {
   
4.         
   
5.         if(TIM5 == htim->Instance)
   
6.         {
   2 z( l1 g6 h" i; O
7.                 switch(capture_Cnt){
   
8.                         case 1:
   
9.                                 capture_Buf[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
   
10.                                 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  //设置为下降沿捕获
    
11.                                 capture_Cnt++;
    4 ^" ]0 F1 s0 K* f8 s: j' t/ I
12.                                 break;
    
13.                         case 2:
    
14.                                 capture_Buf[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
    # q8 |- w3 t6 l) f; A
15.                                 HAL_TIM_IC_Stop_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); //停止捕获   或者: __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);
    0 V8 \1 _" |% m; A) z
16.                                 capture_Cnt++;   
    
17.                 }
    
18.         
    . ~& A" [( `$ p
19.         }
    
20.         
    7 b5 D6 ^0 _7 J* N5 K% F
21. }
    + D2 h, C) Q/ O2 Q0 d. a
22. /* USER CODE END 4 */
    

复制代码

: z4 Z; W6 @) w$ ]& U! d具体流程：
5 J6 S4 _" s# R( V. m% [+ r. N: ~2 z
1.设置TIM5 CH1为输入捕获功能；  

2.设置上升沿捕获；
7 @/ _5 n8 Y5 G' d" `4 ]
3.使能TIM2 CH1捕获功能；  

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；
# l! H1 J  [( Q- ]& y
4 `- `+ d8 z6 X/ b% `6.  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
/ A6 L" b- e1 k; c% R& H5 h

/ q6 o% V% l; I2 I+ P__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM5_Handler,0);   //设置计数寄存器的值变为0
, u1 m7 F" L$ Z5 g( G) W* k; g
& T% ~' |- ]$ a! ]" tHAL_TIM_PWM_Start()              函数用于使能定时器某一通道的PWM输出。

1 j+ v! ]  r+ c/ `3 B  `% `2 ZHAL_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

2 p& |' R7 \& l, E# _& Q) OHAL_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
6 n0 P6 C0 V+ m6 ?1 R/ R
__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY不是函数，而是底层操作的一个宏定义

6 j2 w0 }& ]7 b3 U+ K( r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

6 z7 M$ W3 q. X) O
) Q  E. L$ k) I  S
2 V, t3 n, u1 @9 z) X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

( T0 `6 p8 F1 ^7 W( d等价于：
1 M" z9 h  d1 M! b

1. TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的捕获极性！！
   1 {9 r0 n, l1 w
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

__HAL_TIM_GET_COMPARE也是一个宏定义。 
" G$ _9 S. h9 d' U7 a( r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

2 T: b! X4 d" x- k1 X: X

6 O# [. w4 b* K& T  n5 L9 P) P; q等价于 ：  HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);
; V9 Q9 A+ w0 }9 d" a: f' ~
  两者都是直接读取对应CCRx寄存器的值

4 I7 F& `6 f/ Z6 V% b2 }+ n
: C0 c4 G3 C; ]( ?4 t& i
- y2 W/ a! N* {' \, }( Q) g