[嵌入式]STM32CubeMX——定时器输入捕获

基础知识

1. 定时器是一种特殊的计数器，它对周期已知的脉冲信号进行计数，通过计数次数来算出计数时间。对于已知的脉冲信号（内部时钟信号），可以使用定时器模式，对于未知的脉冲信号（外部脉冲信号），只能使用计数器模式。
   
2. 定时器使用时关注的三个问题：位宽、计数值、处理。
3. STM32定时器分类：
   基本定时器只能用于定时/计数。一般用作时基。通用定时器在基本定时器的基础上增加了一个外部引脚，可以实现输入捕获与输出比较等功能。传感器数据采集主要用通用定时器的输入捕获功能。高级定时器TIM1与TIM8相比于通用定时器增加了电机控制与数字电源设计相关的功能。
   
4. 输入捕获一般应用在两个方面，一个方面是计算脉冲跳变沿时间的方式测量脉宽与频率，另一方面是用 PWM 输入的方式测量脉宽与频率。
5. 测周期是通过相邻两次中断计数值之差来换算的。那么两次进入中断要将计数值保存在两个不同的变量中，必然导致中断里面要有分支。
6. 一个外设有几类功能，HAL库就给它定义了几种初始化数据类型来初始化结构体。
7. GPIO成为简单外设。定时器之类的属于复杂外设。HAL库对于复杂外设在程序中的描述，有三种基本的设计方法：句柄设计——设计了统一的外设句柄数据类型PPP_ HandleTypeDef。编程模型——设计了轮询、中断、DMA三种编程模型。通用接口函数——设计了四类通用的接口函数。
   
   
   
   
8. 时基单元分为：预分频模块、计数模块、自动重载模块。
   

测量脉冲宽度或者测量频率流程

1. 设置TIM2 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，存入capture_buf[0]，改为捕获下降沿；
5. 捕获到下降沿后，存入capture_buf[1]，改为捕获上升沿；
6. 捕获到上升沿后，存入capture_buf[2]，关闭TIM2 CH1捕获功能；
7. 计算：capture_buf[2] - capture_buf[0]就是周期，capture_buf[1] - capture_buf[0]就是高电平所占时间。

代码实现

main.c
只写自己添加的代码

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */
uint32_t capture_Buf[3] = {0};   //存放三个关键节点的计数值
uint8_t capture_STA = 0;    //状态标志位
uint32_t time;   //周期
/* USER CODE END PV */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	
	//long long temp = 0;// 定义一个变量用以存储捕获到的时间 long long型是为了防止数据溢出
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//开启定时器2通道1的捕获中断  
  //__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);  // 使能TIM2的更新中断
  
  printf("进入主函数\r\n");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {

	if(TIM2CH1_CAP_STA & 0X80)    // 捕获到一次高电平，会将TIM5CH1_CAPTURE_STA位7 置1，结果为1
	{
	  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_9);
	  high_time = TIM2CH1_CAP_STA & 0X3F;
	  high_time *= 65536;            // 溢出总时间
	  high_time += TIM2CH1_CAP_VAL;	// 总的高电平时间
	  printf("一个周期的时间为%d us\r\n",high_time);
	  TIM2CH1_CAP_STA = 0;		// 将STA所有位清0，准备下一次捕获
	}
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
	  HAL_Delay(500);  
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
	  HAL_Delay(500); 
	
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

  }
  /* USER CODE END 3 */
}