stm32庫函數學習篇通用定時器輸入捕獲功能

2021-01-11 電子產品世界
實現功能：PA8隨意延時驅動led燈閃爍，並且將PA8用杜邦線連接到PA7口，PA7是通用定時器TIM3的2通道，在TIM3_CH2觸發中斷程序中取反連接到PD2口的led燈，指示中斷程序運行，並且每次進入中斷後改變觸發捕獲的極性。實現兩個led燈會交替閃爍。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201611/318488.htm

先有必要了解stm32定時器的輸入觸發模塊，如下圖：

需要注意的是，一眼望去一個定時器似乎有8個通道，左邊四個，右邊四個，但其實左邊和右邊是共用相同的IO引腳，所以名稱標註是一模一樣。也就是說，每個通用定時器都只有四個獨立通道，當某一通道作為了輸入觸發功能那就不能再作為輸出匹配功能。這一點我們也可以從其他地方找到印證。比如TIM_ITConfig（）函數中如下：

void TIM_ITConfig

(

TIM_TypeDef *

TIMx,

uint16_t

TIM_IT,

FunctionalState

NewState

)

Enables or disables the specified TIM interrupts.

Parameters:

TIMx,:

where x can be 1 to 17 to select the TIMx peripheral.

TIM_IT,:

specifies the TIM interrupts sources to be enabled or disabled. This parameter can be any combination of the following values:

TIM_IT_Update: TIM update Interrupt source TIM_IT_CC1: TIM Capture Compare 1 Interrupt source TIM_IT_CC2: TIM Capture Compare 2 Interrupt source TIM_IT_CC3: TIM Capture Compare 3 Interrupt source TIM_IT_CC4: TIM Capture Compare 4 Interrupt source TIM_IT_COM: TIM Commutation Interrupt source TIM_IT_Trigger: TIM Trigger Interrupt source TIM_IT_Break: TIM Break Interrupt source

我們可以看到此函數TIM_IT參數的取值範圍如下：

TIM_IT_Update: TIM update Interrupt source

TIM_IT_CC1: TIM Capture Compare 1 Interrupt source

TIM_IT_CC2: TIM Capture Compare 2 Interrupt source

TIM_IT_CC3: TIM Capture Compare 3 Interrupt source

TIM_IT_CC4: TIM Capture Compare 4 Interrupt source

TIM_IT_COM: TIM Commutation Interrupt source

TIM_IT_Trigger: TIM Trigger Interrupt source

TIM_IT_Break: TIM Break Interrupt source

也就是說每個通道的捕獲和比較功能是共用一個中斷標誌。

stm32定時器輸入觸發功能其實挺簡單的，與AVR單片機幾乎一樣。就是單片機引腳上一旦出現一個有效邊沿（可以配置為上升、下降或者上升下降均觸發），那麼定時器計數器CNT裡面的值就會被相應的Capture/Compare X Register保存下來。這裡X可以是1，2，3，4任何一個。並且中斷標誌位被置位。但是此時TIM的計數寄存器CNT卻不管這一事件的發生，繼續自己的計數。此功能可以用來測量外部信號的脈寬或者是周期。

對於定時器的時基單元TIM_TimeBaseStructure就不作說明了，在我前面的文章有專門介紹。下面就重點講解輸入觸發單元TIM_ICInitStructure。

首先看次結構體原型的定義如下：

typedef struct

{

uint16_t TIM_Channel; /*!< Specifies the TIM channel.

This parameter can be a value of @ref TIM_Channel */

uint16_t TIM_ICPolarity; /*!< Specifies the active edge of the input signal.

This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Polarity */

uint16_t TIM_ICSelection; /*!< Specifies the input.

This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Selection */

uint16_t TIM_ICPrescaler; /*!< Specifies the Input Capture Prescaler.

This parameter can be a value of @ref TIM_Input_Capture_Prescaler */

uint16_t TIM_ICFilter; /*!< Specifies the input capture filter.

This parameter can be a number between 0x0 and 0xF */

} TIM_ICInitTypeDef;

它一共有5個成員，5個成員具體作用，我們只要看看3.5版本固件庫的說明就清楚了。

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_Channel

Specifies the TIM channel. This parameter can be a value of TIM_Channel

其中TIM_Channel的取值範圍如下：

TIM_Channel_1.

TIM_Channel_2

TIM_Channel_3

TIM_Channel_4

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICFilter

Specifies the input capture filter. This parameter can be a number between 0x0 and 0xF

說實話這個成員具體作用我沒有深入了解，僅僅知道是作為對輸入信號的濾波作用，估計是讓用戶設定用多少個採樣時鐘來確定最終輸入信號，起到濾波作用，避免高頻信號幹擾，反正不管它了。

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICPolarity

Specifies the active edge of the input signal. This parameter can be a value of TIM_Input_Capture_Polarity

這個就是觸發邊沿的極性選擇了，取值範圍如下：

TIM_ICPolarity_BothEdge

TIM_ICPolarity_Rising

TIM_ICPolarity_Falling

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICPrescaler

Specifies the Input Capture Prescaler. This parameter can be a value of TIM_Input_Capture_Prescaler

這個成員是對外部信號進行分頻，也即是設置上圖中的Prescaler,可以設置為1/2/4/8分頻。

uint16_t TIM_ICInitTypeDef::TIM_ICSelection

Specifies the input. This parameter can be a value of TIM_Input_Capture_Selection

這個成員的作用就必須要對照上面的示意圖才能明白。仔細看上面的圖，可以發現定時器的4個通道並不是完全獨立的，而是1、2一組，3、4一組，同組之間的通道是有聯繫的。也就是可以出現交叉觸發。而TIM_ICSelection就是選擇要不要使用交叉來觸發，如果不明白可以看固件庫的說明文檔，如下是此結構體成員的取值範圍：

#define TIM_ICSelection_DirectTI((uint16_t)0x0001)

TIM Input 1, 2, 3 or 4 is selected to be connected to IC1, IC2, IC3 or IC4, respectively

#define TIM_ICSelection_IndirectTI((uint16_t)0x0002)

TIM Input 1, 2, 3 or 4 is selected to be connected to IC2, IC1, IC4 or IC3, respectively.

#define TIM_ICSelection_TRC((uint16_t)0x0003)

TIM Input 1, 2, 3 or 4 is selected to be connected to TRC.

也就是說，根據不同的取值，可以講外部引腳的觸發信號連到內部不同的單元，這樣就使得單片機更加靈活了。

下面是main.c文件

#include "stm32f10x.h"

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

void delay()

{

u32 i,j;

for(i=0;i<1000;i++)

for(j=0;j<5000;j++)

;

}

void rcc_cfg()

{

;

}

void gpio_cfg()

{

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //隨意延時led取反，且將PA8作為觸發定時器電平

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //觸發中斷時，取反PD2

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

/* TIM3 channel 2 pin (PA.07) configuration */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

void nvic_cfg()

{

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

/* Enable the TIM3 global Interrupt */

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先佔優先級0級

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //從優先級3級

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據NVIC_InitStruct中指定的參數初始化外設NVIC寄存器

}

void tim3_cfg()

{

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

TIM_DeInit(TIM3);

TIM_InternalClockConfig(TIM3);

//預分頻係數為36000-1，這樣計數器時鐘為72MHz/36000 = 2kHz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

//設置時鐘分割

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

//設置計數器模式為向上計數模式

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

//設置計數溢出大小，每計2000個數就產生一個更新事件

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;

//將配置應用到TIM2中

TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);

//禁止ARR預裝載緩衝器

TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, DISABLE);

//下面是對TIM_ICInitStructure的配置

TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; /*選擇輸入比較濾波器，濾波設置，經歷幾個周期跳變認定波形穩定0x0～0xF*/

TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

//開啟TIM2的中斷

TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_IT_CC2);

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_CC2,ENABLE);

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外設

}

/

* @brief Main program.

* @param None

* @retval None

*/

int main(void)

{

rcc_cfg();

gpio_cfg();

nvic_cfg();

tim3_cfg();

while (1)

{

/* Set PA8 */

GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, Bit_SET);

delay();

/* Reset PA8 */

GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, Bit_RESET);

delay();

}

}

注意定時器3通道2引腳設置為浮空輸入。

下面是stm32f10x_it.c文件

#include "stm32f10x_it.h"

u8 flag=0;

extern TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

void TIM3_IRQHandler(void)

{

if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) == SET)

{

/* Clear TIM3 Capture compare interrupt pending bit */

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);

//每次進入中斷就改變捕獲觸發方式，且翻轉PD2的電平

if(flag==0)

{

flag=1;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling;

TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_2, Bit_RESET);

}

else

{

flag=0;

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_2, Bit_SET);

}

}

}

程序運行後，可以看到板子上兩個led燈交替閃爍。

我並沒有對捕獲值作任何處理，因為我只是測試程序是否能順利進入捕獲中斷。

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