STM32定时器中的输入捕获滤波器有何功能

　　关于STM32定时器中的输入捕获滤波器的功能描述，在中文参考手册中描述如下：
　　
　　我不理解官方的说明，在网上搜了老半天，基本都是下面这几句话：
　　1）当滤波器连续采样到N次个有效电平时，认为一次有效的输入电平。
　　2）该数字滤波器实际上是个事件计数器，它记录到N个事件后会产生一个输出的跳变。
　　例如：当f（CK_INT） = 72MHz， CKD［1:0］ = 01时，选择f（DTS） = f（CK_INT）/2 = 36MHz;
　　而ETF［3:0］ = 0100，则采样频率f（SAMPLING） = f（DTS） / 2 = 18MHz， N = 6，此时高于3MHz的信号
　　将被这个滤波器滤除，这样就有效地屏蔽了高于3MHz的干扰。
　　看了这些说法，我还是不理解这个数字滤波器到底是如何工作的，问题如下：
　　问题1：当滤波器连续采样到N次个有效电平时，是输出这个电平？还是输出一个跳变？
　　问题2：当滤波器没有连续采样到N次个有效电平时，输出是的什么？
　　带着这两个问题，我们来分析一下，下面以TIM3为例：
　　首先可以肯定输入捕获过程如下：详细信息见参考手册中的14.2节，通用定时器框图
　　TIM3_CH1（PA.6） ----》 TI1（外部信号） -------》 输入滤波器IC1F［3:0］ -----》 IC1（滤波器输出信号） -------》 输入捕获预分频器IC1PSC［1:0］ ----》 捕获/比较1寄存器CCR1
　　从上面的过程可以知道，
　　1）发生输入捕获所需要的跳变沿是由滤波器输出产生的。
　　2）滤波器和预分频器可软件编程，如果IC1F［3:0］ = 0x0，则滤波器全通，即TI1 和 IC1是同一个信号。
　　借助这两点分析，我假设的滤波器的工作原理是：
　　问题1猜测答案：当滤波器连续采样到N次个有效电平时，就输出这个有效电平。
　　问题2猜测答案：当滤波器没有连续采样到N次个有效电平时，再从0开始计数，输出一直保持上一次输出的有效电平。例如：滤波器上一次输出是高电平，本次连续采样到N-1个高低平，但第N是个低电平，那么滤波器仍然保持上次输出的高电平，并重新开始计数，记录1次低电平，如果在其后采样的N-1个也是低电平，此时滤波才输出低电平，于是一个下降沿才出现在IC1上。
　　举例：如果我们产生一个f = 1MHz的占空比为50%的方波信号，滤波器的采样频率f（SAMPLING） = 18MHz，那么如果滤波器要想监测的1MHz信号，并且滤除高频干扰，则理论上 N 《= 9 ，
　　即 f（SAMPLING） / N 》= 2 * f，这让我想起了《信号与系统》中的“奈圭斯特采样频率”。
　　如下图所示：
　　
　　从上图中我们可以看到，对于1MHz的信号，当采样频率为18MHz时，N最大为9。当N大于9时，是不可能连续采样到大于10个的有效电平的。
　　下面我们验证这个猜测：
　　按照这个猜想，我们先求一下这个数字低通滤波器的最小通带截止频率。
　　令 CKD［1:0］ = 01b， 即f（DTS） = f（CK_INT） / 4 = 18MHz;
　　IC1F［3:0］ = 1111b， 即f（SAMPLING） = f（DTS） / 32 = 562.5KHz， N = 8;
　　由公式 f（SAMPLING） / N 》= 2 * f 可得： f 《= 35.156KHz，
　　也就是说理论上：滤波器可以监测到输入信号频率小于35.156KHz，占空比为50%的方波信号的跳变沿，换句话说，大于35.156KHz的此类信号将被滤除掉。
　　下面是STM32定时器输出频率的计算公式：f（OC1） = 72，000，000 / （ARR - 1）*（PSC - 1）;
　　50%的PWM波不同频率的计算值如下表：
　　_______________________________________________________________________
　　f Hz | ARR | PSC | 理论上 | 实际上
　　40K | 1800 - 1 | 0 | 监测不到跳变沿 | 监测不到跳变沿
　　36K | 2000 - 1 | 0 | 监测不到跳变沿 | 监测到跳变沿
　　35.156K | 2048 - 1 | 0 | 临界值 | 监测到跳变沿
　　35K | 2057 - 1 | 0 | 可检测到跳变沿 | 监测到跳变沿
　　_______________________________________________________________________
　　下面是源代码：
　　配置TIM3的通道1（PA.6）输出不同频率的占空比50%的方波，配置TIM3的通道2（PA.7）为输入捕获模式，并使能捕获中断，在中断中输出捕获的值，将PA.6和PA.7短接。
　　在测试时请注意修改：宏定义ARR的常量值。
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　　void RCC_Configure（void）
　　{
　　/* 开启辅助时钟 */
　　/* 使能GPIOA，Pin8 50MHz 推免输出 LED0*/
　　/* 使能GPIOD，Pin2 50MHz 推免输出 LED1*/
　　/* 使能GPIOA.9 GPIOA.10串口时钟 */
　　/* GPIOA_Pin_0~3 for ADC1_Channel_10~13 */
　　/* GPIOC_Pin_6~10 and GPIOB.all for TFT_LCD */
　　RCC-》APB2ENR |= RCC_APB2Periph_GPIOA;
　　/* 复位USART1，再结束复位 */
　　RCC-》APB2RSTR |= RCC_APB2Periph_USART1;
　　RCC-》APB2RSTR &= ~RCC_APB2Periph_USART1;
　　RCC-》APB2ENR |= RCC_APB2Periph_USART1;
　　/* TIM3 */
　　RCC-》APB1ENR |= RCC_APB1Periph_TIM3;
　　RCC-》APB1RSTR |= RCC_APB1Periph_TIM3;
　　RCC-》APB1RSTR &= ~RCC_APB1Periph_TIM3;
　　}
　　void GPIO_Configure（void）
　　{
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
　　/* 设置USART1复用端口----------------------------------------------------- */
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; /* TXD */
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; /* RXD */
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
　　GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;
　　}
　　void NVIC_Configure（void）
　　{
　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
　　NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）;
　　/* TIM3_CC_IRQHandler */
　　NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel =TIM3_IRQn;
　　NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
　　NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
　　NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStruct）;
　　}
　　#define ARR //1800， 2000， 2048， 2057
　　void Tim_Configure（ void ）
　　{
　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
　　TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
　　TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStucture;
　　/* TIM3 Configration */
　　/* Time Base configuration f = */
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ARR - 1; //ARR = 1800， 2000， 2048， 2057
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV4;
　　TIM_TimeBaseInit（TIM3， &TIM_TimeBaseStructure）;
　　/* Channel 1 Configuration in PWM mode */
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
　　TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ARR / 2;
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
　　TIM_OC1Init（TIM3， &TIM_OCInitStructure）;
　　TIM_ICInitStucture.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
　　TIM_ICInitStucture.TIM_ICFilter = 0x0F;
　　TIM_ICInitStucture.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
　　TIM_ICInitStucture.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
　　TIM_ICInitStucture.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
　　TIM_ICInit（TIM3， &TIM_ICInitStucture）;
　　TIM3-》CR1 |= TIM_CR1_CEN;
　　TIM3-》DIER |= TIM_IT_CC2;
　　}
　　void TIM3_IRQHandler （ void ）
　　{
　　if （TIM3-》DIER & TIM_IT_CC2）
　　{
　　TIM3-》SR = （uint16_t）~TIM_IT_CC2;
　　printf（“%drn”， TIM3-》CCR2）;
　　}
　　}
　　void main （void）
　　{
　　//初始化RCC
　　//初始化NVIC
　　//初始化GPIO
　　//初始化USART
　　//初始化TIM
　　while（1）{}
　　}
　　在串口输出的数据中，我们捕获的数值不等于 ARR / 2， 这是因为输入捕获发生在上升沿，这个上升沿来自滤波器的输出，而滤波器在第一次监测到由高到低的电平后，还要再连续确认N = 8次，才最终输出低电平，这很显然滤波器输出给捕获器预分频的上升沿要比原始信号延时了，那么这个延时到底有多大哪？
　　在上面我们计算数字滤波器的最小通带截止频率 f 时，3个公式中的所有分母依次是：4， 32， N，
　　已知N = 8，则最大延迟为： 4 * 32 * N = 1024，所以我们捕获到的值 《 ARR / 2 +　1024