stm32的定時(shí)器輸入捕獲與輸出比較

輸入捕捉：可以用來捕獲外部事件，并為其賦予時(shí)間標(biāo)記以說明此事件的發(fā)生時(shí)刻。

外部事件發(fā)生的觸發(fā)信號(hào)由單片機(jī)中對(duì)應(yīng)的引腳輸入（具體可以參考單片機(jī)的datasheet），也可以通過模擬比較器單元來實(shí)現(xiàn)。

時(shí)間標(biāo)記可用來計(jì)算頻率，占空比及信號(hào)的其他特征，以及為事件創(chuàng)建日志，主要是用來測量外部信號(hào)的頻率。

輸出比較：定時(shí)器中計(jì)數(shù)寄存器在初始化完后會(huì)自動(dòng)的計(jì)數(shù)。從bottom計(jì)數(shù)到top。并且有不同的工作模式。

另外還有個(gè)比較寄存器。一旦計(jì)數(shù)寄存器在從bottom到top計(jì)數(shù)過程中與比較寄存器匹配則會(huì)產(chǎn)生比較中斷（比較中斷使能的情況下）。

然后根據(jù)不同的工作模式計(jì)數(shù)寄存器將清零或者計(jì)數(shù)到top值。

1、朋友，可以解釋一下輸入捕獲的工作原理不？

很簡單，當(dāng)你設(shè)置的捕獲開始的時(shí)候，cpu會(huì)將計(jì)數(shù)寄存器的值復(fù)制到捕獲比較寄存器中并開始計(jì)數(shù)，當(dāng)再次捕捉到電平變化時(shí)，這是計(jì)數(shù)寄存器中的值減去剛才復(fù)制的值就是這段電平的持續(xù)時(shí)間，你可以設(shè)置上升沿捕獲、下降沿捕獲、或者上升沿下降沿都捕獲。它沒多大用處，最常用來測頻率。

計(jì)數(shù)寄存器的初值，是自己寫進(jìn)去的嗎？

是的，不過默認(rèn)不要寫入

我如果捕獲上升沿，兩個(gè)值相減，代表的時(shí)兩個(gè)上升沿中間那段電平的時(shí)間。對(duì)不？

是的

timer1有五個(gè)通道（對(duì)應(yīng)五個(gè)IO引腳），在同一時(shí)刻，只能捕獲一個(gè)引腳的值，對(duì)不？

那是肯定的，通道很像ADC通道，是可以進(jìn)行切換的。

那輸出比較的原理你可以幫我介紹一下不？

這里有兩個(gè)單元：一個(gè)計(jì)數(shù)器單元和一個(gè)比較單元，比較單元就是個(gè)雙緩沖寄存器，比較單元的值是可以根據(jù)不同的模式設(shè)置的，與此同時(shí)，計(jì)數(shù)器在不停的計(jì)數(shù)，并不停的與比較寄存器中的值進(jìn)行比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值與比較寄存器的值相等的時(shí)候一個(gè)比較匹配就發(fā)生了，根據(jù)自己的設(shè)置，匹配了是io電平取反、變低、還是變高，就會(huì)產(chǎn)生不同的波形了。

比較單元的值是人為設(shè)進(jìn)去的吧？

是的，但是他要根據(jù)你的控制寄存器的配置，來初始化你的比較匹配寄存器。

上面這個(gè)總看不懂，好像不不止你說的那幾種情況：“匹配了是io電平取反、變低、還是變高，就會(huì)產(chǎn)生不同的波形了”

就是比較匹配了你要IO電平怎么辦？是清0還是置1？還是怎么樣？這樣才能產(chǎn)生波形啊要不然你要比較單元有什么用呢？

設(shè)置輸出就是置1，清除輸出就是置0，切換輸出就是將原來的電平取反，對(duì)不？

是的你理解的很快

011：計(jì)數(shù)器向上計(jì)數(shù)達(dá)到最大值時(shí)將引腳置1，達(dá)到0時(shí)，引腳電平置0，,對(duì)不？

恩

定時(shí)器1的輸出比較模式怎么用。利用這個(gè)功能輸出一個(gè)1KHZ，占空比為10%的程序怎么寫啊？求高人指點(diǎn)

1、陪定時(shí)器1的功能為特殊功能，不是普通IO在PERCFG這里
2、P1SEL引腳選擇
3、P1DIR設(shè)為輸出
4、T3CC0設(shè)置周期
5、T3CC1設(shè)置占空比
6、T3CCTL0 設(shè)置通道0
7、T3CCTL1 設(shè)置通道1
8、T3CTL設(shè)為模模式
9、用T3CTL打開即可

************以下是用定時(shí)器做頻率源，用定時(shí)器測量該頻率的應(yīng)用程序?。?！***********

調(diào)試STM32的定時(shí)器好幾天了，也算是對(duì)STM32的定時(shí)器有了點(diǎn)清楚的認(rèn)識(shí)了。我需要測量4路信號(hào)的頻率然后通過DMA將信號(hào)的頻率傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器區(qū)域，手冊說的很明白每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)獨(dú)立通道。然后我就想能不能將這4路信號(hào)都連接到一個(gè)定時(shí)器的4個(gè)通道上去。理論上應(yīng)該是行的通的。剛開始俺使用的是 TIM2的123通道，TIM4的2通道來進(jìn)行頻率的測量。由于沒有頻率發(fā)生器，所以我用tim3作為信號(hào)源，用TIM2，TIM4來進(jìn)行測量就ok了（剛好4個(gè)通道了）。

　　請(qǐng)看一開始的程序，以TIM2的1，3通道為例子（2通道設(shè)置方法一樣）：

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICMode =TIM_ICMode_ICAP; //配置為輸入捕獲模式

　　TIM_ICInitStructure.TIM_Channel =TIM_Channel_1; //選擇通道1

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising; //輸入上升沿捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI; //通道方向選擇

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1; //每次檢測到捕獲輸入就觸發(fā)一次捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter =0x0; //濾波

　　TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); //TIM2通道1配置完畢

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICMode = TIM_ICMode_ICAP; //配置為輸入捕獲模式

　　TIM_ICInitStructure.TIM_Channel =TIM_Channel_3; //選擇通道3

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising; //輸入上升沿捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI;//

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1; //每次檢測到捕獲輸入就觸發(fā)一次捕獲

　　TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //濾波

　　TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); //TIM2通道3配置完畢

　　以上是輸入捕獲配置

　　還需要做的工作就是（參考stm32參考手冊的TIM的結(jié)構(gòu)框圖）：

　　TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI1FP1); //參考TIM結(jié)構(gòu)圖選擇濾波后的TI1輸入作為觸發(fā)源，觸發(fā)下面程序的復(fù)位

　　TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); //復(fù)位模式-選中的觸發(fā)輸入（TRGI）的上升沿初始化計(jì)數(shù)器，并且產(chǎn)生一個(gè)更新線號(hào)

　　TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2,TIM_MasterSlaveMode_Enable);

　　//主從模式選擇

　　這樣我們就可以很輕松的就得到了連接在TIM2的通道1上的信號(hào)的頻率，但是3通道的頻率的值永遠(yuǎn)都是跳動(dòng)的不準(zhǔn)，測試了半天也沒有找到根本原因，請(qǐng)看TIM的結(jié)構(gòu)框圖的一部分

　　紅色箭頭所指，這才找到原因，觸發(fā)的信號(hào)源只有這四種，而通道3上的計(jì)數(shù)器的值不可能在接受到信號(hào)的上升沿時(shí)候，有復(fù)位這個(gè)動(dòng)作，找到原因了。這就是3 通道上的數(shù)據(jù)不停跳動(dòng)的原因，要想得到信號(hào)的頻率也是有辦法的，可以取連續(xù)兩次捕捉的值之差，這個(gè)值就是信號(hào)的周期，自己根據(jù)實(shí)際情況去算頻率吧。

　　有以上可以得到：

　　stm32的TIM2的四個(gè)通道可以同時(shí)配置成輸入捕捉模式，但是計(jì)算CH3，CH4信號(hào)的頻率步驟有點(diǎn)繁瑣（取前后捕捉的差值），但是他的CH1，和CH2可以輕松得到:

　　通道1

　　TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI1FP1); //參考TIM結(jié)構(gòu)圖選擇濾波后的TI1輸入作為觸發(fā)源，觸發(fā)下面程序的復(fù)位

　　TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); //復(fù)位模式-選中的觸發(fā)輸入（TRGI）的上升沿初始化計(jì)數(shù)器，并且產(chǎn)生一個(gè)更新線號(hào)

　　TIMx->CRR1的值即為信號(hào)的周期

　　通道2：

　　TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI2FP2); //參考TIM結(jié)構(gòu)圖選擇濾波后的TI1輸入作為觸發(fā)源，觸發(fā)下面程序的復(fù)位

　　TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); //復(fù)位模式-選中的觸發(fā)輸入（TRGI）的上升沿初始化計(jì)數(shù)器，并且產(chǎn)生一個(gè)更新線號(hào)

　　TIMx->CRR2的值即為信號(hào)的周期

STM32的定時(shí)器外設(shè)功能強(qiáng)大得超出了想像力，STM32一共有8個(gè)都為16位的定時(shí)器。其中TIM6、TIM7是基本定時(shí)器；TIM2、TIM3、TIM4、TIM5是通用定時(shí)器；TIM1和TIM8是高級(jí)定時(shí)器。這些定時(shí)器使STM32具有定時(shí)、信號(hào)的頻率測量、信號(hào)的PWM測量、PWM輸出、三相6步電機(jī)控制及編碼器接口等功能，都是專門為工控領(lǐng)域量身訂做的。
基本定時(shí)器：具備最基本的定時(shí)功能，下面是它的結(jié)構(gòu)：

我們來看看它的啟動(dòng)代碼：
void TIM2_Configuration(void)
{ 基本定時(shí)器TIM2的定時(shí)配置的結(jié)構(gòu)體（包含定時(shí)器配置的所有元素例如：TIM_Period= 計(jì)數(shù)值）
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;
設(shè)置TIM2_CLK為72MHZ（即TIM2外設(shè)掛在APB1上，把它的時(shí)鐘打開。）
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 ,ENABLE);
設(shè)置計(jì)數(shù)值位1000
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
將TIM2_CLK為72MHZ除以72 = 1MHZ為定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
這個(gè)TIM_ClockDivision是設(shè)置時(shí)鐘分割，這里不分割還是1MHZ的計(jì)數(shù)頻率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
設(shè)置為向上計(jì)數(shù)模式；（計(jì)數(shù)模式有向上，向下，中央對(duì)齊1，中央對(duì)齊2，中央對(duì)齊3）
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
將配置好的設(shè)置放進(jìn)stm32f10x-tim.c的庫文件中
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
清除標(biāo)志位
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
使能TIM2中斷
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
使能TIM2外設(shè)
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}
通用定時(shí)器：就比基本定時(shí)器復(fù)雜得多了。除了基本的定時(shí)，它主要用在測量輸入脈沖的頻率、脈沖寬與輸出PWM脈沖的場合，還具有編碼器的接口。

我們來詳細(xì)講解：如何生成PWM脈沖
通用定時(shí)器可以利用GPIO引腳進(jìn)行脈沖輸出，在配置為比較輸出、PWM輸出功能時(shí)，捕獲/比較寄存器TIMx_CCR被用作比較功能，下面把它簡稱為比較寄存器。
這里直接舉例說明定時(shí)器的PWM輸出工作過程：若配置脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT為向上計(jì)數(shù)，而重載寄存器TIMx_ARR(相當(dāng)于庫函數(shù)寫法的TIM_Period的值N)被配置為N，即TIMx_CNT的當(dāng)前計(jì)數(shù)值數(shù)值X在TIMxCLK時(shí)鐘源的驅(qū)動(dòng)下不斷累加，當(dāng)TIMx_CNT的數(shù)值X大于N時(shí)，會(huì)重置TIMx_CNT數(shù)值為0重新計(jì)數(shù)。
而在TIMxCNT計(jì)數(shù)的同時(shí)，TIMxCNT的計(jì)數(shù)值X會(huì)與比較寄存器TIMx_CCR預(yù)先存儲(chǔ)了的數(shù)值A(chǔ)進(jìn)行比較，當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT的數(shù)值X小于比較寄存器TIMx_CCR的值A(chǔ)時(shí)，輸出高電平（或低電平），相反地，當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)器的數(shù)值X大于或等于比較寄存器的值A(chǔ)時(shí)，輸出低電平（或高電平）。
如此循環(huán)，得到的輸出脈沖周期就為重載寄存器TIMx_ARR存儲(chǔ)的數(shù)值(N+1)乘以觸發(fā)脈沖的時(shí)鐘周期，其脈沖寬度則為比較寄存器TIMx_CCR的值A(chǔ)乘以觸發(fā)脈沖的時(shí)鐘周期，即輸出PWM的占空比為A/(N+1)。
如果不想看的可以直接看我標(biāo)注的紅色字體，就大體可以理解。
下面我們來編寫具體代碼和講解：
void TIM3_GPIO_Config(void)
{配置TIM3復(fù)用輸出PWM的IO
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
打開TIM3的時(shí)鐘
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
打開GPIOA和GPIOB的時(shí)鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
配置PA6.PA7的工作模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
配置PB0.PB1的工作模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
void TIM3_Mode_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//初始化TIM3的時(shí)間基數(shù)單位
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;//初始化TIM3的外設(shè)

u16 CCR1_Val= 500;
u16 CCR2_Val= 375;
u16 CCR3_Val= 250;
u16 CCR4_Val= 125;//PWM信號(hào)電平跳變值（即計(jì)數(shù)到這個(gè)數(shù)值以后都是低電平之前都是高電平）


TIM3的時(shí)間基數(shù)單位設(shè)置(如計(jì)數(shù)終止值：999,從0開始；計(jì)數(shù)方式：向上計(jì)數(shù)）
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period= 999;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision= TIM_CKD_DIV1 ;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);
TIM3的外設(shè)的設(shè)置
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode= TIM_OCMode_PWM1; //TIM脈沖寬度調(diào)制模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;//這個(gè)暫時(shí)不知道，stm32固件庫里沒有搜到。應(yīng)該是定時(shí)器輸出聲明使能的意思
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR1_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_High; //TIM輸出比較極性高
TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//使能或者失能TIMx在CCR1上的預(yù)裝載寄存器
下面3路PWM輸出和上面的一樣不再解說
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR2_Val;
TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);


TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR3_Val;
TIM_OC3Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);


TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR4_Val;
TIM_OC4Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);


TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE); //使能TIM3重載寄存器ARR


TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能TIM3
}
太累了邊看邊寫都這個(gè)點(diǎn)了2014年7月27日0:24:13在自己床上寫的。下面是看看我們程序達(dá)到的4路PWM的效果：

可以看到明顯占空比不同的4路pwm波。