STM32F4 TIM输入捕获(测频)

在输入捕获模式下，当检测到ICx信号上升/下降边沿时，计数器的当前值被存储在捕获比较寄存器TIMx_CCRx中。

当捕获事件发生时，相应的CCxIF 标志(TIMx_SR 寄存器) 被置1。如果中断或者DMA功能被使能，就会产生中断或者DMA请求。如果捕获发生时，CCxIF标志已经被置位，这时过采样标志CCxOF就会被置位。向CCxIF写0或者读去TIM_CCRx中的数据，将清除捕获标志。CCxOF位只能通过手动写入0进行清除。

假如我设置为上升沿捕获，那么当一个上升沿到来的时候，定时器当前的计数值(TIMx_CNT)就会写入TIMx_CCRx中。我们读取这个数据。等到下一个上升沿到了时，就会有另一个计数器值TIMx_CNT记录。根据这两个数据值差，我们能算出来输入数据的周期。当然，我们还有处理定时器溢出这个问题，定时器溢出了就不准了。

如果要测占空比，就需要同时捕获上升沿和下降沿。相邻两个上升沿之间的计数是输入的周期，相邻两次捕获（一个上升沿一个下降沿）之间的时间是占或者空的时间。根据这个可以计算占空比或者PPM之类的东西。

【实验内容】

本次实验，使用TIM4产生一个1K的频率输出，用TIM1进行捕获。并测出频率计算

TIM1 的时基单元配置：关于TIM1的时基设置问题前文已经讨论过了。这里只有一点需要明确的，就是为了尽量减少更新事件，将TIM_Period设置到最大即0xFFFF。定时器时钟设置成2M，这样定时器的更新频率就是30Hz，不会造成两次捕获之间产生多次更新。

TIM1的完整配置代码如下：

void TIM1_ICConfig(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
// //时基初始化
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //死区控制用。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器方向
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的配置就是基本的输出配置，没什么可说的。代码如下：

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);
}

这个输出频率，在示波器上可以看到的：

之后就是在主函数里边进行测量了：

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); //第一次捕获
CaptureNumber = 1;

}
else if(CaptureNumber == 1) //处理第二次捕获
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM1,TIM_FLAG_Update) != SET)//两次捕获间没有发生溢出的处理
{
Time = TIM_GetCapture1(TIM1);
Time = Time - counter;
}
else
{
TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_Update); //产生了更新事件
Time = 0xFFFF - counter + TIM_GetCapture1(TIM1)+1; //如果有更新事件产生时候的计算方式
}
CaptureNumber = 0;
if(Time!=0)
{
freq= 2000000/Time; //计算频率
}
freq = freq; //避免变量freq被编译器优化掉
}
}
}