STM32F407通用定时器输入捕获

通用定时器输入捕获

通用定时器作为输入捕获的使用。我们用TIM5的通道1（PA0）来做输入捕获，捕获PA0上高电平的脉宽（用KEY_UP按键输入高电平），通过串口来打印高电平脉宽时间。

输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。我们以测量脉宽为例，用一个简图来说明输入捕获的原理：

如图所示，就是输入捕获测量高电平脉宽的原理，假定定时器工作在向上计数模式，图中t1~t2时间，就是我们需要测量的高电平时间。测量方法如下：首先设置定时器通道x为上升沿捕获，这样，t1时刻，就会捕获到当前的CNT值，然后立即清零CNT，并设置通道x为下降沿捕获，这样到t2时刻，又会发生捕获事件，得到此时的CNT值，记为CCRx2。这样，根据定时器的计数频率，我们就可以算出t1~t2的时间，从而得到高电平脉宽。在t1~t2之间，可能产生N次定时器溢出，这就要求我们对定时器溢出，做处理，防止高电平太长，导致数据不准确。如图所示，t1~t2之间，CNT计数的次数等于：N*ARR+CCRx2，有了这个计数次数，再乘以CNT的计数周期，即可得到t2-t1的时间长度，即高电平持续时间。

STM32F4的定时器，除了TIM6和TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。STM32F4的输入捕获，简单的说就是通过检测TIMx_CHx上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA等。这里我们用TIM5_CH1来捕获高电平脉宽。

=================================================================================== 捕获/比较通道（例如：通道 1 输入阶段）

=================================================================================== 接下来介绍我们需要用到的一些寄存器配置，需要用到的寄存器：TIMx_ARR、TIMx_PSC、TIMx_CCMR1、TIMx_CCER、TIMx_DIER、TIMx_CR1、TIMx_CCR1 (这里的x=5)。

首先TIMx_ARR和TIMx_PSC，这两个寄存器用来设自动重装载值和TIMx的时钟分频。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 捕获/比较模式寄存器1：TIMx_CCMR1，这个寄存器在输入捕获的时候，非常有用：

TIMx 捕获/比较模式寄存器1 (TIMx_CCMR1)

TIMx capture/compare mode register 1 偏移地址：0x18 复位值：0x0000

当在输入捕获模式下使用的时候，对应图的第二行描述，从图中可以看出，TIMx_CCMR1是针对2个通道的配置，低八位[7：0]用于捕获/比较通道1的控制，而高八位[15：8]则用于捕获/比较通道2的控制，因为TIMx还有CCMR2这个寄存器，所以可以知道CCMR2是用来控制通道3和通道4（详见《STM32F4xx中文参考手册》435页，15.4.8节）。这里我们用到的是TIM5的捕获/比较通道1，我们重点介绍TIMx_CCMR1的[7:0]位（其高8位配置类似），TIMx_CCMR1的[7:0]位详细描述见图所示：

位7:4 IC1F：输入捕获1滤波器(Input capture 1 filter)

此位域可定义TI1输入的采样频率和适用于TI1的数字滤波器带宽。数字滤波器由事件计数器组成，每N 个事件才视为一个有效边沿：

0000：无滤波器，按f DTS频率进行采样1000：f SAMPLING=f DTS/8，N=6

0001：f SAMPLING=f CK_INT，N=2 1001：f SAMPLING=f DTS/8，N=8

0010：f SAMPLING=f CK_INT，N=4 1010：f SAMPLING=f DTS/16，N=5

0011：f SAMPLING=f CK_INT，N=8 1011：f SAMPLING=f DTS/16，N=6

0100：f SAMPLING=f DTS/2，N=6 1100：f SAMPLING=f DTS/16，N=8

0101：f SAMPLING=f DTS/2，N=8 1101：f SAMPLING=f DTS/32，N=5

0110：f SAMPLING=f DTS/4，N=6 1110：f SAMPLING=f DTS/32，N=6

0111：f SAMPLING=f DTS/4，N=8 1111：f SAMPLING=f DTS/32，N=8

注意：在当前硅版本中，当ICxF[3:0]= 1、2或3时，将用CK_INT代替公式中的f DTS。

输入捕获1滤波器IC1F[3:0]，这个用来设置输入采样频

率和数字滤波器长度。其中，f CK_INT是定时器的输入频

率（TIMxCLK），一般为84Mhz/168Mhz（看该定时器在

哪个总线上），而f DTS则是根据TIMx_CR1的CKD[1:0]的

设置来确定的，如果CKD[1:0]设置为00，那么

f DTS=f CK_INT。N值就是滤波长度，举个简单的例子：假

设IC1F[3:0]=0011，并设置IC1映射到通道1上，且为上

升沿触发，那么在捕获到上升沿的时候，再以f CK_INT的

频率，连续采样到8次通道1的电平，如果都是高电平，

则说明却是一个有效的触发，就会触发输入捕获中断（如

果开启了的话）。这样可以滤除那些高电平脉宽低于8

个采样周期的脉冲信号，从而达到滤波的效果。这里，

我们不做滤波处理，所以设置IC1F[3:0]=0000，只要采集

到上升沿，就触发捕获。