电机控制基础之定时器捕获单输入脉冲原理

　　因此程序中对A0引脚可以这样配置，注意一定要配置引脚的复用功能：
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /*GPIO 结构体*/
　　RCC_AHB1PeriphClockCmd（RCC_AHB1Periph_GPIOA， ENABLE）; //使能PORTA时钟
　　/*输入信号的GPIO初始化*/
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIOA0
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; /*复用功能*/
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
　　GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
　　GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; /*下拉*/
　　GPIO_Init（GPIOA，&GPIO_InitStructure）; //初始化PA0
　　GPIO_PinAFConfig（GPIOA，GPIO_PinSource0，GPIO_AF_TIM5）; //PA0复用位定时器5
　　4.1.2 时基初始化
　　使用定时器，时基初始化是必不可少的，就是要设置一些计数的频率与溢出值（自动重装载值）：
　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; /*时基 结构体*/
　　/*时基初始化*/
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; /* 自动重装载值 */
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; /* 定时器分频 */
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
　　TIM_TimeBaseInit（TIM5，&TIM_TimeBaseStructure）;
　　4.1.3 输入通道初始化
　　上篇配置的是输出通道，本篇需要将定时器的通道1设置为输入捕获模式：
　　TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure; /*输入通道 结构体*/
　　/*输入通道初始化，初始化TIM5输入捕获参数*/
　　TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上
　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; /* 上升沿捕获 */
　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频，不分频
　　TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
　　TIM_ICInit（TIM5， &TIM5_ICInitStructure）;
　　TIM_ITConfig（TIM5，TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1，ENABLE）; /* 允许更新（溢出）中断 ，允许CC1IE捕获中断 */
　　TIM_Cmd（TIM5，ENABLE ）; //使能定时器5
　　关于配置CCMR1、CCER寄存器
　　CCMR1：

　　CCER：

　　TIM_ICInit函数对应于输入通道的初始化，其实就是操作CCMR1、CCER寄存器：
　　void TIM_ICInit（TIM_TypeDef* TIMx， TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct）
　　{
　　if （TIM_ICInitStruct-》TIM_Channel == TIM_Channel_1）
　　{ /* TI1 配置 */
　　TI1_Config（TIMx， TIM_ICInitStruct-》TIM_ICPolarity，
　　TIM_ICInitStruct-》TIM_ICSelection，
　　TIM_ICInitStruct-》TIM_ICFilter）;
　　/* 设置中断捕获预分频值 */
　　TIM_SetIC1Prescaler（TIMx， TIM_ICInitStruct-》TIM_ICPrescaler）;
　　}
　　else if （TIM_ICInitStruct-》TIM_Channel == TIM_Channel_2）
　　{
　　/*省略。。.*/
　　}
　　}
　　static void TI1_Config（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_ICPolarity， uint16_t TIM_ICSelection，uint16_t TIM_ICFilter）
　　{
　　uint16_t tmpccmr1 = 0， tmpccer = 0;
　　/* 关闭通道1： 复位CC1E位 */
　　TIMx-》CCER &= （uint16_t）~TIM_CCER_CC1E;
　　tmpccmr1 = TIMx-》CCMR1;
　　tmpccer = TIMx-》CCER;
　　/* 通过设置CC1S选择为输入模式， 并配置滤波器 */
　　tmpccmr1 &= （（uint16_t）~TIM_CCMR1_CC1S） & （（uint16_t）~TIM_CCMR1_IC1F）;
　　tmpccmr1 |= （uint16_t）（TIM_ICSelection | （uint16_t）（TIM_ICFilter 《《 （uint16_t）4））;
　　/* 选择CC1P极性并设置CC1E位 */
　　tmpccer &= （uint16_t）~（TIM_CCER_CC1P | TIM_CCER_CC1NP）;
　　tmpccer |= （uint16_t）（TIM_ICPolarity | （uint16_t）TIM_CCER_CC1E）;
　　/* 写数据到 TIMx 的CCMR1 和 CCER 寄存器 */
　　TIMx-》CCMR1 = tmpccmr1;
　　TIMx-》CCER = tmpccer;
　　}
　　void TIM_SetIC1Prescaler（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_ICPSC）
　　{
　　TIMx-》CCMR1 &= （uint16_t）~TIM_CCMR1_IC1PSC; /* 复位IC1PSC位 */
　　TIMx-》CCMR1 |= TIM_ICPSC; /* 设置IC1PSC值 */
　　}
　　关于配置DIER寄存器

　　TIM_ITConfig函数对于中断的开启，其实就是操作DIER寄存器：
　　void TIM_ITConfig（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_IT， FunctionalState NewState）
　　{
　　if （NewState ！= DISABLE）
　　{ /* 使能中断 */
　　TIMx-》DIER |= TIM_IT;
　　}
　　else
　　{ /* 失能中断 */
　　TIMx-》DIER &= （uint16_t）~TIM_IT;
　　}
　　}
　　4.1.4 定时器中断初始化
　　定时器中断的使能设置已在上面的定时器配置中设置，这里只是进行常规的配置定时器中断的优先级：
　　/*定时器中断配置*/
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级3
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级3
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）; //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
　　4.2 定时器中断服务函数
　　此处用到了两个全局变量，用于辅助实现高电平捕获。其中：
　　TIM5CH1_CAPTURE_VAL用来记录捕获到下降沿的时候 TIM5_CNT的值。
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA用来记录捕获状态，我们把它当成一个寄存器那样来使用 。其各位描述下：

　　u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态（当中一个自制的寄存器使用，初始为0）
　　u32 TIM5CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值（TIM2/TIM5是32位）
　　/**
　　* @Brief 定时器5中断服务程序
　　*/
　　void TIM5_IRQHandler（void）
　　{
　　if（（TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80）==0）//还未成功捕获（1000 0000）
　　{
　　/*定时器溢出中断*/
　　if（TIM_GetITStatus（TIM5， TIM_IT_Update） ！= RESET）
　　{
　　if（TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40）/* 之前标记了开始信号（0100 0000） */
　　{
　　if（（TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F）==0X3F） /* 高电平太长了，计数溢出了 （0011 1111） */
　　{
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; /* （强制）标记成功捕获了一次 （1000 0000） */
　　TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF; /* 因为溢出次数N不能再加了，就将当前的捕获值设置为32位的最大值，等效Nmax+1*/
　　}
　　else /* 正常情况是不会溢出，最终得出正确的高电平时间 */
　　{
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA++; /* 累计定时器溢出次数N */
　　}
　　}
　　else
　　{
　　/* 还没有捕获到信号时，定时器溢出后什么也不做，自己清零继续计数即可 */
　　}
　　}
　　/*捕获1发生捕获事件*/
　　if（TIM_GetITStatus（TIM5， TIM_IT_CC1） ！= RESET）
　　{
　　/*捕获到一个下降沿（结束信号）*/
　　if（TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40） /* 之前标记了开始信号（0100 0000） */
　　{
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; /* 标记成功捕获到一次高电平脉宽 （1000 0000） */
　　TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1（TIM5）; /* 获取当前的捕获值 */
　　TIM_OC1PolarityConfig（TIM5，TIM_ICPolarity_Rising）; /* CC1P=0 重新设置为上升沿捕获，用于下次捕捉信号 */
　　}
　　/*还未开始，第一次捕获 上升沿（起始信号） */
　　else
　　{
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; /* 清空 捕获状态寄存器 */
　　TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0; /* 清空 捕获值 */
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40; /* 标记捕获到了上升沿 （0100 0000） */
　　TIM_Cmd（TIM5，DISABLE ）; /* 关闭定时器5 */
　　TIM_SetCounter（TIM5，0）; /* 清空CNT，重新从0开始计数 */
　　TIM_OC1PolarityConfig（TIM5，TIM_ICPolarity_Falling）; /* CC1P=1 设置为下降沿捕获 */
　　TIM_Cmd（TIM5，ENABLE ）; /* 使能定时器5 */
　　}
　　}
　　}
　　TIM_ClearITPendingBit（TIM5， TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update）; //清除中断标志位
　　}
　　再来对比一下这张图：

　　初始化时设置为上升沿触发，触发后（起始信号），清空CNT，重新从0开始计数，并设置为下降沿捕获
　　在之后的过程中可能会有多次定时器计数溢出，即TIM5CH1_CAPTURE_STA++（使用低6位），也即N的值
　　最后捕捉到下降沿（结束信号），TIM5CH1_CAPTURE_VAL获取当前CNT的值，也即CCRx2的值
　　再看主函数中：
　　while（1）
　　{
　　/* 成功捕获到了一次高电平 （1000 0000） */
　　if（TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80）
　　{
　　temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F; /* 获取溢出的次数N （0011 1111） */
　　temp*=0XFFFFFFFF; /* 溢出时间总和 = N*溢出计数值 */
　　temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL; /* 总的高电平时间 = 溢出时间总和 + 下降沿时的计数值*/
　　printf（“HIGH：%lld usrn”，temp）; //打印总的高点平时间
　　TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获
　　}
　　}
　　当检查TIM5CH1_CAPTURE_STA为捕获到1次高电平后，打印高电平的持续时间：
　　总的高电平时间 =N（TIM5CH1_CAPTURE_STA的低6位） * ARR（溢出计数值）+ CCRx2（下降沿时的计数值）



原作者： xxPCB 码农爱学习