stm32的定時器輸入捕獲與輸出比較

明確一點對比AD的構造，stm32有3個AD,每個AD有很多通道，使用哪個通道就配置成哪個通道，這裡定時器也如此，有很多定時器TIMx,每個定時器有很多CHx(通道)，可以配置為輸入捕捉-------測量頻率用，也可以配置為輸出比較--------輸出PWM使用

輸入捕捉：可以用來捕獲外部事件，並為其賦予時間標記以說明此事件的發生時刻。

外部事件發生的觸發信號由單片機中對應的引腳輸入（具體可以參考單片機的datasheet），也可以通過模擬比較器單元來實現。

時間標記可用來計算頻率，佔空比及信號的其他特徵，以及為事件創建日誌，主要是用來測量外部信號的頻率。

輸出比較：定時器中計數寄存器在初始化完後會自動的計數。從bottom計數到top。並且有不同的工作模式。

另外還有個比較寄存器。一旦計數寄存器在從bottom到top計數過程中與比較寄存器匹配則會產生比較中斷（比較中斷使能的情況下）。

然後根據不同的工作模式計數寄存器將清零或者計數到top值。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201611/319379.htm

1、朋友，可以解釋一下輸入捕獲的工作原理不？

很簡單，當你設置的捕獲開始的時候，cpu會將計數寄存器的值複製到捕獲比較寄存器中並開始計數，當再次捕捉到電平變化時，這是計數寄存器中的值減去剛才複製的值就是這段電平的持續時間，你可以設置上升沿捕獲、下降沿捕獲、或者上升沿下降沿都捕獲。它沒多大用處，最常用來測頻率。

計數寄存器的初值，是自己寫進去的嗎？

是的，不過默認不要寫入

我如果捕獲上升沿，兩個值相減，代表的時兩個上升沿中間那段電平的時間。對不？

是的

timer1有五個通道（對應五個IO引腳），在同一時刻，只能捕獲一個引腳的值，對不？

那是肯定的，通道很像ADC通道，是可以進行切換的。

那輸出比較的原理你可以幫我介紹一下不？

這裡有兩個單元：一個計數器單元和一個比較單元，比較單元就是個雙緩衝寄存器，比較單元的值是可以根據不同的模式設置的，與此同時，計數器在不停的計數，並不停的與比較寄存器中的值進行比較，當計數器的值與比較寄存器的值相等的時候一個比較匹配就發生了，根據自己的設置，匹配了是io電平取反、變低、還是變高，就會產生不同的波形了。

比較單元的值是人為設進去的吧？

是的，但是他要根據你的控制寄存器的配置，來初始化你的比較匹配寄存器。

上面這個總看不懂，好像不不止你說的那幾種情況：「匹配了是io電平取反、變低、還是變高，就會產生不同的波形了」

就是比較匹配了你要IO電平怎麼辦？是清0還是置1？還是怎麼樣？這樣才能產生波形啊要不然你要比較單元有什麼用呢？

設置輸出就是置1，清除輸出就是置0，切換輸出就是將原來的電平取反，對不？

是的你理解的很快

011：計數器向上計數達到最大值時將引腳置1，達到0時，引腳電平置0，,對不？

恩

定時器1的輸出比較模式怎麼用。利用這個功能輸出一個1KHZ，佔空比為10%的程序怎麼寫啊？求高人指點

1、陪定時器1的功能為特殊功能，不是普通IO在PERCFG這裡
2、P1SEL引腳選擇
3、P1DIR設為輸出
4、T3CC0設置周期
5、T3CC1設置佔空比
6、T3CCTL0 設置通道0
7、T3CCTL1 設置通道1
8、T3CTL設為模模式
9、用T3CTL打開即可

************以下是用定時器做頻率源，用定時器測量該頻率的應用程式！！！***********

調試STM32的定時器好幾天了，也算是對STM32的定時器有了點清楚的認識了。我需要測量4路信號的頻率然後通過DMA將信號的頻率傳輸到存儲器區域，手冊說的很明白每個定時器有4個獨立通道。然後我就想能不能將這4路信號都連接到一個定時器的4個通道上去。理論上應該是行的通的。剛開始俺使用的是 TIM2的123通道，TIM4的2通道來進行頻率的測量。由於沒有頻率發生器，所以我用tim3作為信號源，用TIM2，TIM4來進行測量就ok了（剛好4個通道了）。

　　請看一開始的程序，以TIM2的1，3通道為例子（2通道設置方法一樣）：

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICMode =TIM_ICMode_ICAP; //配置為輸入捕獲模式

　　TIM_ICInitStructure.TIM_Channel =TIM_Channel_1; //選擇通道1

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising; //輸入上升沿捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI; //通道方向選擇

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1; //每次檢測到捕獲輸入就觸發一次捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter =0x0; //濾波

　　TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); //TIM2通道1配置完畢

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICMode = TIM_ICMode_ICAP; //配置為輸入捕獲模式

　　TIM_ICInitStructure.TIM_Channel =TIM_Channel_3; //選擇通道3

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising; //輸入上升沿捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI;//

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1; //每次檢測到捕獲輸入就觸發一次捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //濾波

　　TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); //TIM2通道3配置完畢

　　以上是輸入捕獲配置

　　還需要做的工作就是（參考stm32參考手冊的TIM的結構框圖）：

　　

　　TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI1FP1); //參考TIM結構圖選擇濾波後的TI1輸入作為觸發源，觸發下面程序的復位

　　

　　TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); //復位模式-選中的觸發輸入（TRGI）的上升沿初始化計數器，並且產生一個更新線號

　　

　　TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2,TIM_MasterSlaveMode_Enable);

　　//主從模式選擇

　　這樣我們就可以很輕鬆的就得到了連接在TIM2的通道1上的信號的頻率，但是3通道的頻率的值永遠都是跳動的不準，測試了半天也沒有找到根本原因，請看TIM的結構框圖的一部分

　　紅色箭頭所指，這才找到原因，觸發的信號源只有這四種，而通道3上的計數器的值不可能在接受到信號的上升沿時候，有復位這個動作，找到原因了。這就是3 通道上的數據不停跳動的原因，要想得到信號的頻率也是有辦法的，可以取連續兩次捕捉的值之差，這個值就是信號的周期，自己根據實際情況去算頻率吧。

　　有以上可以得到：

　　stm32的TIM2的四個通道可以同時配置成輸入捕捉模式，但是計算CH3，CH4信號的頻率步驟有點繁瑣（取前後捕捉的差值），但是他的CH1，和CH2可以輕鬆得到:

　　通道1

　　

　　TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI1FP1); //參考TIM結構圖選擇濾波後的TI1輸入作為觸發源，觸發下面程序的復位

　　

　　TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); //復位模式-選中的觸發輸入（TRGI）的上升沿初始化計數器，並且產生一個更新線號

　　TIMx->CRR1的值即為信號的周期

　　通道2：

　　TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI2FP2); //參考TIM結構圖選擇濾波後的TI1輸入作為觸發源，觸發下面程序的復位

　　

　　TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); //復位模式-選中的觸發輸入（TRGI）的上升沿初始化計數器，並且產生一個更新線號

　　TIMx->CRR2的值即為信號的周期

STM32的定時器外設功能強大得超出了想像力，STM32一共有8個都為16位的定時器。其中TIM6、TIM7是基本定時器；TIM2、TIM3、TIM4、TIM5是通用定時器；TIM1和TIM8是高級定時器。這些定時器使STM32具有定時、信號的頻率測量、信號的PWM測量、PWM輸出、三相6步電機控制及編碼器接口等功能，都是專門為工控領域量身訂做的。
基本定時器：具備最基本的定時功能，下面是它的結構：

我們來看看它的啟動代碼：
void TIM2_Configuration(void)
{ 基本定時器TIM2的定時配置的結構體（包含定時器配置的所有元素例如：TIM_Period= 計數值）
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;
設置TIM2_CLK為72MHZ（即TIM2外設掛在APB1上，把它的時鐘打開。）
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 ,ENABLE);
設置計數值位1000
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
將TIM2_CLK為72MHZ除以72 = 1MHZ為定時器的計數頻率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
這個TIM_ClockDivision是設置時鐘分割，這裡不分割還是1MHZ的計數頻率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
設置為向上計數模式；（計數模式有向上，向下，中央對齊1，中央對齊2，中央對齊3）
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
將配置好的設置放進stm32f10x-tim.c的庫文件中
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
清除標誌位
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
使能TIM2中斷
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
使能TIM2外設
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}
通用定時器：就比基本定時器複雜得多了。除了基本的定時，它主要用在測量輸入脈衝的頻率、脈衝寬與輸出PWM脈衝的場合，還具有編碼器的接口。

我們來詳細講解：如何生成PWM脈衝
通用定時器可以利用GPIO引腳進行脈衝輸出，在配置為比較輸出、PWM輸出功能時，捕獲/比較寄存器TIMx_CCR被用作比較功能，下面把它簡稱為比較寄存器。
這裡直接舉例說明定時器的PWM輸出工作過程：若配置脈衝計數器TIMx_CNT為向上計數，而重載寄存器TIMx_ARR(相當於庫函數寫法的TIM_Period的值N)被配置為N，即TIMx_CNT的當前計數值數值X在TIMxCLK時鐘源的驅動下不斷累加，當TIMx_CNT的數值X大於N時，會重置TIMx_CNT數值為0重新計數。
而在TIMxCNT計數的同時，TIMxCNT的計數值X會與比較寄存器TIMx_CCR預先存儲了的數值A進行比較，當脈衝計數器TIMx_CNT的數值X小於比較寄存器TIMx_CCR的值A時，輸出高電平（或低電平），相反地，當脈衝計數器的數值X大於或等於比較寄存器的值A時，輸出低電平（或高電平）。
如此循環，得到的輸出脈衝周期就為重載寄存器TIMx_ARR存儲的數值(N+1)乘以觸發脈衝的時鐘周期，其脈衝寬度則為比較寄存器TIMx_CCR的值A乘以觸發脈衝的時鐘周期，即輸出PWM的佔空比為A/(N+1)。
如果不想看的可以直接看我標註的紅色字體，就大體可以理解。
下面我們來編寫具體代碼和講解：
void TIM3_GPIO_Config(void)
{配置TIM3復用輸出PWM的IO
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
打開TIM3的時鐘
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
打開GPIOA和GPIOB的時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
配置PA6.PA7的工作模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
配置PB0.PB1的工作模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
void TIM3_Mode_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//初始化TIM3的時間基數單位
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;//初始化TIM3的外設

u16 CCR1_Val= 500;
u16 CCR2_Val= 375;
u16 CCR3_Val= 250;
u16 CCR4_Val= 125;//PWM信號電平跳變值（即計數到這個數值以後都是低電平之前都是高電平）


TIM3的時間基數單位設置(如計數終止值：999,從0開始；計數方式：向上計數）
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period= 999;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision= TIM_CKD_DIV1 ;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);
TIM3的外設的設置
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode= TIM_OCMode_PWM1; //TIM脈衝寬度調製模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;//這個暫時不知道，stm32固件庫裡沒有搜到。應該是定時器輸出聲明使能的意思
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR1_Val;//設置了待裝入捕獲比較寄存器的脈衝值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_High; //TIM輸出比較極性高
TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//使能或者失能TIMx在CCR1上的預裝載寄存器
下面3路PWM輸出和上面的一樣不再解說
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR2_Val;
TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);


TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR3_Val;
TIM_OC3Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);


TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR4_Val;
TIM_OC4Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);


TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE); //使能TIM3重載寄存器ARR


TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能TIM3
}
太累了邊看邊寫都這個點了2014年7月27日0:24:13在自己床上寫的。下面是看看我們程序達到的4路PWM的效果：

可以看到明顯佔空比不同的4路pwm波。