1.TIM输入捕获
1.1 基本概念
IC(Input Capture)输入捕获
输入捕获模式下,当通道输入引脚出现指定电平跳变时,当前CNT的值将被锁存到CCR中,可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道
可配置为PWMI模式,同时测量频率和占空比
可配合主从触发模式,实现硬件全自动测量
1.2 频率测量
2 基本结构
2.1 输入捕获通道
主从触发模式:
2.2 输入捕获基本结构
- 时基单元配置好,启动定时器,CNT就会在预分频之后的这个时钟驱动下,不断自增,(CNT:测周法用来计数的东西)经过预分频之后的时钟频率,就是驱动CNT的标准频率fc(标准频率 = 72M / 预分频系数),之后,下面输入捕获通道1 的GPIO后,输入一个如图的方波信号,经过滤波器和边沿检测,选择TI1FP1设置为上升沿触发,之后选择直连的通道,分频器为不分频,当TI1FP1出现上升沿之后,CNT的当前计数值转运到CCR1里,同时触发源选择,选中TI1FP1为触发信号,从模式选择复位操作,这样TI1FP1的上升沿就会沿着上面的这一路去触发CNT清零(当然是先转运CNT的值到CCR中,在触发从模式给CNT清零,或者是非阻塞的同时转移,CNT的值转移到CCR,同时0转移到CNT里面去,总之,不会是先清零,再捕获,要不捕获的肯定是0)
- 电路工作时,CCR1的值始终保持为最新一个周期的计数值(N),计算频率只需要fc / N
- ARR最大为65535,CNT最大65535
2.3 PWMI基本结构
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TI1FP2,配置为下降沿触发,通过交叉通道去触发通道2 的捕获单元
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使用两个通道来捕获频率和占空比
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CCR1:一整个周期的计数值
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CCR2:高电平期间的计数值
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占空比:CCR2 / CCR1
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具体步骤
第一步,RCC开启时钟,把GPIO和TIM的时钟打开
第二步,GPIO初始化,把GPIO配置成输入模式,一般选择上拉输入或者浮空输入模式
第三步,配置时基单元,让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行
第四步,配置输入捕获单元,包括滤波器、极性、直连通道还是交又通道、分频器这些参数
第五步,选择从模式的触发源,触发源选择为TI1FP1,这里调用一个库函数,给一个参数就行了
第六步,选择触发之后执行的操作,执行Reset操作,这里也是调用一个库函数
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3.实操
3.1 库函数
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct); //用结构体配置输入捕获单元(单一配置一个通道) void TIM_PWMIConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct); //把外设电路结构配置为PWMI模式 //用结构体配置输入捕获单元 (快速配置两个通道) void TIM_ICStructInit(TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct); //给输入捕获结构体赋一个初始值 void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TRGOSource); //选择主模式输出的触发源 //选择输出触发源TRGO void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource); //选择从模式输出的触发源 //选择输出触发源TRGI void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode); //选择从模式 void TIM_SetIC1Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC); void TIM_SetIC2Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC); void TIM_SetIC3Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC); void TIM_SetIC4Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC); //分别单独配置通道1、2、3、4的分频器 uint16_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx); uint16_t TIM_GetCapture2(TIM_TypeDef* TIMx); uint16_t TIM_GetCapture3(TIM_TypeDef* TIMx); uint16_t TIM_GetCapture4(TIM_TypeDef* TIMx); //分别读取1、2、3、4通道的CCR
3.2 实验现象
3.3 代码
IC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header void IC_Init(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); TIM_InternalClockConfig(TIM3); TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //ARR TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);//用结构体配置输入捕获单元(单一配置一个通道) TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);//选择从模式输出的触发源 TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//选择从模式 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); } uint32_t IC_GetFreq(void) { return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);//分别读取1通道的CCR,标准频率=72M/预分频系数psc,频率=fc/N }
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "PWM.h" #include "IC.h" int main(void) { OLED_Init(); PWM_Init(); IC_Init(); OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); PWM_SetPrescaler(720 - 1); //Freq = 72M / (PSC + 1) / 100 PWM_SetCompare1(50); //Duty = CCR / 100 while (1) { OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); } }
PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header void PWM_Init(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); // GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); TIM_InternalClockConfig(TIM2); TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //ARR TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //PSC TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //CCR TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); } void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare) { TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); } void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler) { TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate); }
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