STM32F4 TIM輸入捕獲(測(cè)頻)

在輸入捕獲模式下，當(dāng)檢測(cè)到ICx信號(hào)上升/下降邊沿時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被存儲(chǔ)在捕獲比較寄存器TIMx_CCRx中。

當(dāng)捕獲事件發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的CCxIF 標(biāo)志(TIMx_SR 寄存器) 被置1。如果中斷或者DMA功能被使能，就會(huì)產(chǎn)生中斷或者DMA請(qǐng)求。如果捕獲發(fā)生時(shí)，CCxIF標(biāo)志已經(jīng)被置位，這時(shí)過采樣標(biāo)志CCxOF就會(huì)被置位。向CCxIF寫0或者讀去TIM_CCRx中的數(shù)據(jù)，將清除捕獲標(biāo)志。CCxOF位只能通過手動(dòng)寫入0進(jìn)行清除。

假如我設(shè)置為上升沿捕獲，那么當(dāng)一個(gè)上升沿到來的時(shí)候，定時(shí)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值(TIMx_CNT)就會(huì)寫入TIMx_CCRx中。我們讀取這個(gè)數(shù)據(jù)。等到下一個(gè)上升沿到了時(shí)，就會(huì)有另一個(gè)計(jì)數(shù)器值TIMx_CNT記錄。根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)值差，我們能算出來輸入數(shù)據(jù)的周期。當(dāng)然，我們還有處理定時(shí)器溢出這個(gè)問題，定時(shí)器溢出了就不準(zhǔn)了。

如果要測(cè)占空比，就需要同時(shí)捕獲上升沿和下降沿。相鄰兩個(gè)上升沿之間的計(jì)數(shù)是輸入的周期，相鄰兩次捕獲（一個(gè)上升沿一個(gè)下降沿）之間的時(shí)間是占或者空的時(shí)間。根據(jù)這個(gè)可以計(jì)算占空比或者PPM之類的東西。

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

本次實(shí)驗(yàn)，使用TIM4產(chǎn)生一個(gè)1K的頻率輸出，用TIM1進(jìn)行捕獲。并測(cè)出頻率計(jì)算

TIM1 的時(shí)基單元配置：關(guān)于TIM1的時(shí)基設(shè)置問題前文已經(jīng)討論過了。這里只有一點(diǎn)需要明確的，就是為了盡量減少更新事件，將TIM_Period設(shè)置到最大即0xFFFF。定時(shí)器時(shí)鐘設(shè)置成2M，這樣定時(shí)器的更新頻率就是30Hz，不會(huì)造成兩次捕獲之間產(chǎn)生多次更新。

TIM1的完整配置代碼如下：

void TIM1_ICConfig(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
// //時(shí)基初始化
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //死區(qū)控制用。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //計(jì)數(shù)器方向
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 84-1; //Timer clock = sysclock /(TIM_Prescaler+1) = 2M
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //Period = (TIM counter clock / TIM output clock) - 1 = 40Hz
TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;

TIM_ICInit(TIM1,&TIM_ICInitStructure);
TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
}

TIM4的配置就是基本的輸出配置，沒什么可說的。代碼如下：

void TIM4_OCConfig(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter =0;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 42000-1; //周期：42M/（42000）= 1K

TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 10000;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;

TIM_OC1Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);
}

這個(gè)輸出頻率，在示波器上可以看到的：

之后就是在主函數(shù)里邊進(jìn)行測(cè)量了：

CaptureNumber = 0;

while(1)
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM1,TIM_FLAG_CC1)==SET)
{
TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_CC1);
if(CaptureNumber == 0)
{
counter = TIM_GetCapture1(TIM1); //第一次捕獲
CaptureNumber = 1;

}
else if(CaptureNumber == 1) //處理第二次捕獲
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM1,TIM_FLAG_Update) != SET)//兩次捕獲間沒有發(fā)生溢出的處理
{
Time = TIM_GetCapture1(TIM1);
Time = Time - counter;
}
else
{
TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_Update); //產(chǎn)生了更新事件
Time = 0xFFFF - counter + TIM_GetCapture1(TIM1)+1; //如果有更新事件產(chǎn)生時(shí)候的計(jì)算方式
}
CaptureNumber = 0;
if(Time!=0)
{
freq= 2000000/Time; //計(jì)算頻率
}
freq = freq; //避免變量freq被編譯器優(yōu)化掉
}
}
}