前言：
/ @( C! b$ O! i+ j; {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
& d+ |+ E( M! k- j  N9 X
2 k3 f7 J! Y& ]  }5 Z
9 D3 l4 t6 }* I. v% Z. G8 _所用工具：

1、芯片： STM32F407ZET6/STM32F103ZET6

2、STM32CubeMx软件
# O; j# B7 n, G' k
* D9 Z6 A7 d: G, q3、IDE： MDK-Keil软件

4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库

知识概括：

' v2 s! U8 F4 D通过本篇博客您将学到：
1 j: [1 Q+ {2 }& ?  O/ J) o4 n
. l; u* i# d" v( l3 [SMT32定时器输入捕获
; d. R3 j+ s6 N% b, \
3 \- K+ `, t7 ^1 m6 h 测量PWM频率和占空比
) j& C' G+ ]2 f0 B" I0 |" M! N: P/ _

输入捕获
/ u: v1 A9 q2 |0 G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。

, y0 r& @" m& o. t7 e  C输入捕获的工作原理


5 a3 _8 Y0 a( D0 ]: i" r) [①先设置输入捕获为上升沿检测，

% L; {$ ?6 A8 H$ t8 w  D②记录发生上升沿时TIMx_CNT(计数器)的值
$ M. j6 J  |2 _: G7 r: K
& r) j+ R8 U( S# Z. @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
" u4 @: K6 O1 O+ p9 g; ~
④记录此时的TIMx_CN(计数器)T的值

7 J5 ^9 Y8 f% G⑤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。
$ E! F. W$ W- X; U5 m/ i* q

- x: [7 m! a$ N$ x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，
4 d& V9 Z2 f5 @: {2 ^$ q
9 L9 r- H/ M4 J
输入捕获的工作流程(对应CubeMx的四个选项)

* [0 ?" d( B) v

. _7 C; U7 z7 n0 J8 W4 Z+ f/ v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，
2 ^5 u5 {7 H' K3 t
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        

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
! ?  F7 c1 y! @" h6 ]
设置具体为那种捕获事件

9 J4 l5 ?% |! I3 D; O: p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

设置输入捕获映射关系
) H* k  V: B' N5 l+ ySTM32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

" Y. U( l- e7 e" O
$ a6 K; U4 i2 ~0 }0 I7 W- T

8 _7 Y7 _# [! l* {) f1 f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

0 S& D0 A# A2 g$ S, J溢出时间计算：

  D1 L. r+ l; Y& H, N" E
t1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，

% G; o, Z) _: k. o1 ~其中每计数0xFFFF次溢出一次，直到t2时刻跳变回低电平，

* t) u6 ~; G9 y5 J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。

$ ]$ N  o- t- C, M3 ^/ s如果计数器值为 32 bit   那么最大为0xFFFFFFFF      
/ ^, Z" O! h# ^$ ^! N- x- s( Q
高电平时间：

4 q5 [% O! f) q3 {% h  f; @- J
9 p) b, Q% {/ E& B# i& |% }3 V$ d2 d

输入捕获的工作框图
! ]$ J9 Z4 c4 A( o
5 |* s! [2 o& J0 Z# r% P' c
' t+ S! |  m! S. x2 g
7 t5 L0 _& L! }: d1 g) ~8 Z5 Y' n4 c
工程创建
设置RCC

& C8 J5 d! e. W& q) Z' C8 u" j设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源



, k1 p- {6 D7 I2设置时钟



我的是  外部晶振为8MHz
1选择外部时钟HSE 8MHz   
" E  v% G/ j5 f2PLL锁相环倍频72倍
3系统时钟来源选择为PLL
4设置APB1分频器为 /2
5 这时候定时器的时钟频率为72Mhz

6 x/ j) d2 r' L" z6 d3定时器配置

1 h7 X; s8 e- k: R

7 s6 ^1 V+ p, K5 \/ E7 J$ s5 o这里我们选择TIM5的通道1

& ^! b+ C& _+ N  S# \8 \4 _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
+ O# a" j5 h1 t- l7 E, z) D1 C自动加载值设置为32bit最大值  0xFFFFFFFF         
上升沿捕获
2 p) a) ]) Q' c( U/ ~# j不分频
! T5 x( `# A- d, ?, H7 Y滤波值为8

( x4 m) R, ^- r9 A. z同时在NVIC一栏使能TIM5的中断
8 h7 b+ n6 h/ U5 P$ d
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

7 p: l' V% z4 z+ S7 X. W

' R4 j+ C. N8 a2 n% q) s4项目文件设置


5 x5 Q/ s1 y9 Z; ~8 K
1 设置项目名称
2 设置存储路径
3 选择所用IDE
6 t+ X& Y$ \, y8 e8 Q5 ~
% ]8 ^) R( V- L4 X$ y% p

5创建工程文件
5 F4 C3 f- v4 {4 m5 {# d
: `4 ?( }! g' O5 G8 Y; c% @然后点击GENERATE CODE  创建工程

配置下载工具
: S2 J0 C! h( R: j: R0 V* B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
5 `& F" v( I; C  A& c


3 l% W( l# ]8 M* k例程实现：
1 i3 ~8 E! D& Y: ~' f1 O定义变量：

1. /* USER CODE BEGIN 0 */
   3 Y0 T7 }4 R5 R% M4 q
2.     uint32_t capture_Buf[3] = {0};   //存放计数值
   7 \3 n: Y& a# ]" I+ {& j
3.     uint8_t capture_Cnt = 0;    //状态标志位
   4 P) F7 C. \. B. j+ o  S, T
4.     uint32_t high_time;   //高电平时间
   
5. /* USER CODE END 0 */

复制代码

3 J2 U+ L. L" m7 m. g0 x3 I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

4 W* e; w- l+ ~/ s' a) e

1. while (1)
   8 g/ `; q% Z  }% S, S
2. {
   
3.     /* USER CODE END WHILE */
   
4. 
   + Z3 `/ L4 ~* G2 t1 U' V( X
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);
   7 W8 D4 P3 f: g8 }4 \
10.                 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5, TIM_CHANNEL_1);        //启动输入捕获       或者: __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);
    
11.                 break;
    - O- D* L9 O, z
12.         case 3:
      D+ U6 _- J- O5 U* `& ?
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.                                 
    6 L7 Q' \$ y, ^( Y
16.                                 
    8 D7 Y6 a2 T" J- k
17.                 HAL_Delay(1000);   //延时1S
    & z+ `; `$ b- R
18.                 capture_Cnt = 0;  //清空标志位
    ; Z% h) i' y7 A( x
19.                 break;
    
20.                                 
    
21.         }
    - c' x% K" U' H# Z0 b
22. }
    
23. /* USER CODE END 3 */

复制代码

) H8 a, Y- r6 d9 ?在main函数下方添加中断回调函数：

% `  ~9 `6 e. ^" K2 Z

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   
2. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   , \, U5 `$ C, j
3. {
   
4.         
   
5.         if(TIM5 == htim->Instance)
   
6.         {
   
7.                 switch(capture_Cnt){
   : |4 @: _" l' c# o# v- m  [
8.                         case 1:
   6 h9 P3 w& x! @% ?: q* w
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
    7 R$ [" l$ i) z  X% t
11.                                 capture_Cnt++;
    
12.                                 break;
    5 Y. i# M9 a8 w
13.                         case 2:
    
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++;   
    1 l+ y6 ^, X) ?! s, k5 r
17.                 }
    
18.         
    4 y  r3 o- H; |9 h4 H+ Q3 y3 j7 p
19.         }
    2 B! ]) Q3 S" u7 N9 q. @8 X
20.         
    
21. }
    
22. /* USER CODE END 4 */
    , i7 U' c7 b6 j0 [; `

复制代码

具体流程：
+ w5 S- E- D% }* P; g9 I
; t  u% O2 M) Y# F, w1.设置TIM5 CH1为输入捕获功能；  

2.设置上升沿捕获；

& N( e) C) `) {7 z. ~3.使能TIM2 CH1捕获功能；  
* U( @8 }. K6 j) U
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；   
# F4 W1 U. I6 l" e, ?: O
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.  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
/ r0 ^. w: o' g. T- s: X
# W. R. ^0 v( S) c7 \
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM5_Handler,0);   //设置计数寄存器的值变为0

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
8 Z+ M" t- g* v4 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
& z' c; }6 Z& v9 M6 M& X
3 V, F0 p5 M/ w% h, i) p1 V__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
7 }0 l* s) \1 V% C  ]

% `& Q3 A$ p/ E, X  D
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：

% I& c$ C0 y# r3 {( Q5 I* t+ k

1. TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的捕获极性！！
   1 f" q6 [/ x) j% a$ i' z6 Z
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

, ^9 z$ C2 s8 o2 x+ o; Z* u) {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
& b! Z: S3 Q, e8 J$ E$ q, v7 ?
/ l7 F/ c" }" D__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

5 A" K  l3 p  j% f, X

等价于 ：  HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);

" W1 B% F5 b* C* l3 g4 [& x3 J  两者都是直接读取对应CCRx寄存器的值

" S2 \% N! v, c2 t8 H