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STM32F10x利用定时器测量脉冲宽度

发布时间:2020-05-19 发布时间:
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  硬件:STM32F103C8T6


  平台: ARM-MDk V5.11


 


  前面一篇文章讲过如何利用定时器测量信号的频率(见[STM32F10x] 利用定时器测量频率),使用的是定时器的捕获/比较单元(Capture/compare),它也可以测量输入信号的脉冲宽度。


  利用定时器测量脉冲宽度有两种方法。


  方法1:


  在捕获中断函数里改变捕获信号的触发沿(上升沿触发改为下降沿触发,或者下降沿触发改为上升沿触发),通过两次触发得到的计数器的差值,来计算出脉冲宽度。这种


  方法需要定时器的配置和[STM32F10x] 利用定时器测量频率方法是一样的,不同的地方在中断函数里修改触发沿,以TIM2, 捕获通道2为例:


        if(CapState == 0)

        {

            

            // First time capture  

            Val1         = TIM_GetCapture2(TIM2);

            CapState     = 1;

            

            // Change the trigger  

            TIM2->CCER         |=    1UL << 5;

        }


        else if(CapState == 1)

        {

            // Second time capture  

            Val2 = TIM_GetCapture2(TIM2);

            

            // Change the trigger  

            TIM2->CCER         &=    ~(1UL << 5);


            // Capture computation  

            if (Val2 > Val1)

            {

                CapVal = Val2 - Val1; 

            }

            else

            {

                CapVal = ((0xFFFF - Val1) + Val2); 

            }




        CapState = 0;


     }



  当然,在第一次捕获的时候将计数器清零,然后第二次捕获直接读取捕获值也是一个不错的选择,如下,




        if(CapState == 0)

        {

            

            // First time capture 

           TIM_GetCapture2(TIM2);

           CapState     = 1;

            

            // Change the trigger  

            TIM2->CCER         |=    1UL << 5;


            // Clear CNT  

            TIM_SetCounter(TIM2, 0);

        }


        else if(CapState == 1)

        {

            // Second time capture  

            CapVal = TIM_GetCapture2(TIM2);

            

            // Change the trigger  

            TIM2->CCER         &=    ~(1UL << 5);




        CapState = 0;

     }    


  触发沿的配置在CCER这个寄存器里面,这里直接对寄存器进行操作,具体请查阅STM32F10x的参考说明书。


 


  方法2:


  利用定时器的PWM输入模式(PWM input mode)。所谓的PWM模式,其实就是利通了定时器捕获单元映射功能,定时器捕获单元1(IC1)和捕获单元2(IC2)可以映射


  到同一个捕获通道,一个捕获单元配置成捕获上升沿信号,另一个捕获单元配置成捕获下降沿信号,那么两个捕获值的差就是脉冲宽度的值。还是以TIM2, 捕获通道2


  为例,配置代码如下:




 1 void CaptureConfig(void)

 2 {

 3     TIM_ICInitTypeDef  TIM_ICInitStructure;

 4     

 5     TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_IndirectTI;

 6     TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

 7     TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter    = 0x0;

 8     TIM_ICInitStructure.TIM_Channel     = TIM_Channel_1;

 9     TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;

10     TIM_PWMIConfig(TIM2, &TIM_ICInitStructure);

11     

12     // TIM enable counter  

13     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

14 

15     // Enable the CC1, CC2 Interrupt Request  

16     TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC2 | TIM_IT_CC1, ENABLE);

17 }


各行代码的意思:


L2:指定捕获单元的映射方式,TIM_ICSelection_IndirectTI 说明捕获单元1(IC1)和捕获单元2(IC2)映射到捕获通道2(TI2,这里是指捕获通道2,区别


定时器TIM2),假如该值为TIM_ICSelection_DirectTI,则捕获单元1(IC1)和捕获单元2(IC2)映射到捕获通道1(TI1)。


L8, L9:  指定捕获单元触发的信号沿(上升沿还是下降沿)。TIM_Channel_1对应捕获单元1(IC1),TIM_Channel_2对应捕获单元2(IC2)注意这里


只需要指定一个捕获单元,另一个捕获单元将会在调用初始化函数TIM_PWMICConfig时设定为相反的边沿。


L16:允许捕获单元1和捕获单元2的中断。


这样,当捕获通道2(TI2)检测到上升沿时,捕获单元1(IC1)将会记录下计数器的值,同时捕获单元1的中断标志位(CC1IF)将置位;


当捕获通道2(TI2)检测到下降沿时,捕获单元2(IC2)将会记录下计数器的值,同时捕获单元2的中断中断标志位(CC2F)将置位。


中断处理函数示例代码如下:



    if(TIM_GetITStatus(DEMOD_CAPTURE_TIM, TIM_IT_CC1) == SET)

    {

        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1);

        TIM_GetCapture1(TIM2);

        TIM_SetCounter(TIM2, 0);

               

    }    

    else if(TIM_GetITStatus(DEMOD_CAPTURE_TIM, TIM_IT_CC2) == SET)

    {

        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2);

        CapVal = TIM_GetCapture2(TIM2);

    }

 

总结:  


STM32F10x系列的定时器是一个很灵活的东西,想灵活应用它首先要理解它的原理和运作的过程。定时器的捕获单元和捕获通道是比较容易混淆的两个东西


简单来说,STM32F10x的每个通用定时器有4个捕获通道(TI1, TI2, TI3, TI4, 对应4个GPIO口),每个捕获通道对应一个捕获单元,即IC1, IC2, IC3, IC4,


其中捕获单元1和捕获单元2可以映射到同一个捕获通道,TI1或者TI2。



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