stm32系列定时器输入捕获检测高、低脉冲时长的方法附源程序

ID:407977 · 发表于 2019-7-16 10:47

大家好，本人在校老菜鸡一个，最近抽空接手了一个项目，其中一个关键点在于“通过输入捕获检测任意引脚、任意顺序高低电平的持续时间”。
咱们直入主题，stm32的具有丰富的外设资源，小编选择用stm32f1系列单片机作为核心控制器，来完成这个项目。
方案有两种：
方案一：采用中断，例如外部引脚中断等，直接在检测到指定电平时，发生跳变进入中断函数，然后进行计时。
方案二：采用定时器输入捕获，在上升沿、下降沿时发生跳变，然后进行计时。
优缺点分析：方案一实行难度较小，但是需要引脚资源较多（一个检测高电平，一个检测低电平），时间精度稍微弱一点。
方案二拥有现成的历程，直接调用即可，通过定时器输入捕获模式，中断里进行计数。
看似使用方案二是最佳的选择，但是，如果这样的话，小编就不用写这篇博客了

.
至于方案一、小弟也还没有尝试过，不清楚具体效果如何。

背景介绍（大牛不喜勿喷）
输入捕获模式：输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率，Stm32定时器除了定时器6和定时器7，其他定时器都有输入捕获功能，简单来说，就是在边沿信号发生跳变的时候（上升沿、下降沿），将当前定时器的值存放到对应通道的捕获/比寄存器中，完成一次捕获，同时，可以再配置捕获到相应跳变时，是否触发中断/DMA等等。

一、测量高电平脉冲宽度：采用正点原子的代码思路。先将引脚设定为下拉输入，然后设置输入捕获为“上升沿触发”，将当前定时器中的时间存储起来，然后再中断里将触发方式设置为“下降沿触发”，再记录一下触发时间，二者相减，即可得出高电平持续时间。
二、测量低电平脉冲宽度：与测量高电平脉冲宽度正好相反，不过应该如何设置呢？小编找了很久，也没有答案，所以只能自己动手，丰衣足食咯。
先看检测高电平脉冲的代码：
//定时器2中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
  if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)// 这里采用了两个变量作为临时判断条件，这两个变量最初值都为0
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)//如果是发生了中断，那么向下执行

  {
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)//如果已经捕获到高电平那么就进一步执行程序。
{
if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//
{
   TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;/
   TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++;
}
  }
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)//
  {
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)  /
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;  /
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM2);
   TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising); /
}else       //
{
TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;
TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0;
   TIM_SetCounter(TIM2,0);
TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X40;  //
   TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling);  //
}
  }
  }
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); /
}//////（小小吐槽一下，网站上传图片功能个人感觉有点鸡肋。这一段很重要，必须要认真去揣摩TIM2CH1_CAPTURE_STA的赋值关系。不要做拿来主义，这样只能是拔苗助长，得不偿失。）
通过两个变量的“与”、“赋值”等操作，对高电平进行不同的操作。在输入捕获通道中，设置为上升沿触发。过来一个上升沿，进入中断，检查是否标记位被赋值，如果没有，代表是是第一次检测到高电平，记录当前定时器的值，然后设置为下降沿........

测量低电平脉冲时长的代码：简述一下思路，就是同样定义两个变量，按照上述代码的格式，照猫画虎一次，几乎没有大的改变。
具体情况，请在代码文件中进行查看。
备注：有一个语句 TIM_SetCounter(TIM2,0);具体作用我在代码中也有标注，时间所限，就不再多说了，一切尽在代码中。有空再来补全相关内容。

单片机源程序如下:

#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "usart1.1.h"
#include "oled.h"
#include "timer.h"
//MPU6050
//串口1发送1个字符
//c:要发送的字符
float x,y=0;
u8 xy[20];//用于接收坐标?
u8 len;
u16 led0pwmval=1;
int main(void)
{
int i=0;
u8 t;
u16 times=0;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
delay_init(); //延时函数初始化
usart_init(19200); //串口初始化为9600
OLED_Init();
LED_Init();
TIM2_Cap_Init(0XFFFF,7199); //以1Mhz的频率计数 0XFFFF----1111 1111 1111 1111(2进制)//10khz计数频率，每计数一下是1ms
TIM1_PWM_Init(9999,7199);//1MHZ频率输出。
TIM3_PWM_Init(9999,7199);//10kHZ技术频率。
while(1)
{
//OLED_show();
//show1_all();这两个暂时取消
//delay_ms(300);不清楚会造成什么样的后果
TIM_SetCompare3(TIM3,led0pwmval);
TIM_SetCompare4(TIM3,led0pwmval);
// TIM_SetCompare4(TIM1,led0pwmval);
if(USART_RX_STA&0x8000)//判断接收数组的最高位是否为一，本次接收是否完成
{
len=USART_RX_STA&0x3fff;//取出u16中的低16 位，得到此次接收到的数据长度
USART_RX_STA=0;//对数组清零，方便下一次接收
}
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5)==0)
{
delay_ms(1000);
LED=0;
printf("1");
}
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_6)==0)
{
delay_ms(1000);
LED=1;
printf("2");
}
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7)==0)
{
delay_ms(1000);
printf("3");
}
convey();
}
}