代码收藏家技术教程 2024-12-08

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程八—定时器输入捕获_cubemx 捕获

输入捕获的工作流程(对应CubeMx的四个选项)

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，

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

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

设置输入捕获映射关系

STM32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

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

溢出时间计算：

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，

其中每计数0xFFFF次溢出一次，直到t2时刻跳变回低电平，

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。

如果计数器值为 32 bit 那么最大为0xFFFFFFFF

高电平时间：

输入捕获的工作框图

工程创建

设置RCC

设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

2设置时钟

我的是外部晶振为8MHz

1选择外部时钟HSE 8MHz

2PLL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

32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》

3定时器配置

这里我们选择TIM5的通道1

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

滤波值为8

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

4项目文件设置

1 设置项目名称

2 设置存储路径

3 选择所用IDE

5创建工程文件

然后点击GENERATE CODE创建工程

配置下载工具

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

例程实现：

定义变量：

/* USER CODE BEGIN 0 */
    uint32_t capture_Buf[3] = {0};   //存放计数值
    uint8_t capture_Cnt = 0;    //状态标志位
    uint32_t high_time;   //高电平时间
/* USER CODE END 0 */

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

while (1)
{
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  switch (capture_Cnt){
	case 0:
		capture_Cnt++;
		__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
		HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5, TIM_CHANNEL_1);	//启动输入捕获       或者: __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);
		break;
	case 3:
		high_time = capture_Buf[1]- capture_Buf[0];    //高电平时间
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)high_time, 1, 0xffff);   //发送高电平时间
				
				
		HAL_Delay(1000);   //延时1S
		capture_Cnt = 0;  //清空标志位
		break;
				
	}
}
/* USER CODE END 3 */

在main函数下方添加中断回调函数：

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	
	if(TIM5 == htim->Instance)
	{
		switch(capture_Cnt){
			case 1:
				capture_Buf[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
				__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  //设置为下降沿捕获
				capture_Cnt++;
				break;
			case 2:
				capture_Buf[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
				HAL_TIM_IC_Stop_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); //停止捕获   或者: __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);
				capture_Cnt++;    
		}
	
	}
	
}
/* USER CODE END 4 */

具体流程：

1.设置TIM5 CH1为输入捕获功能；

2.设置上升沿捕获；

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；

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

__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

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

__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

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：

TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM5_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的捕获极性！！
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）

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。
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