STM32F4_TIM輸入波形捕獲 （脈沖頻率）

Ⅰ、概述

本文在前面文章“STM32基本的計數(shù)原理”的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，講述關(guān)于“定時器輸入捕獲”的功能，和上一篇文章“定時器比較輸出”區(qū)別還是挺大的。在引腳上剛好相反：一個輸入、一個輸出。

本文只使用一個TIM5通道3（也可其他通道）捕獲輸入脈沖的頻率，通過捕獲兩次輸入脈沖的間隔時間來計算脈沖波形的頻率。間隔一定時間讀取頻率并通過串口打印出來。

當(dāng)然也可通過兩路通道捕獲脈沖信號的占空比，計劃后期整理。

筆者通過信號發(fā)生器產(chǎn)生信號，上位機(jī)串口助手顯示捕獲的脈沖頻率。（沒有信號發(fā)生器的朋友可以結(jié)合上一篇文章PWM輸出做信號源：在同一塊板子上也可以使用不同定時器，將輸出引腳接在輸入引腳）

先看一下實例的實驗現(xiàn)象：

關(guān)于本文的更多詳情請往下看。

Ⅱ、實例工程下載

筆者針對于初學(xué)者提供的例程都是去掉了許多不必要的功能，精簡了官方的代碼，對初學(xué)者一看就明白，以簡單明了的工程供大家學(xué)習(xí)。

筆者提供的實例工程都是在板子上經(jīng)過多次測試并沒有問題才上傳至360云盤，歡迎下載測試、參照學(xué)習(xí)。

提供下載的軟件工程是STM32F417的，但F4其他型號也適用（適用F4其他型號：關(guān)注微信，回復(fù)“修改型號”）。

STM32F4_TIM輸入波形捕獲（脈沖頻率）實例：

https://yunpan.cn/cB6XrSi6rK3TP 訪問密碼 7eed

STM32F4資料：

https://yunpan.cn/cR2pxqF5x2d9c 訪問密碼 53e7

Ⅲ、原理描述

筆者將TIM分為三大塊：時基部分、比較輸出和輸入捕獲，請看下面截圖“通用TIM框圖”。

前面的文章已經(jīng)將“時基部分”的一些基礎(chǔ)知識講述過了，“時基部分”的功能是比較有用的，它除了可以用來延時（定時）之外，它還可以拿來觸發(fā)其他一些功能，如：觸發(fā)DA轉(zhuǎn)換、AD采集等。

上一篇文章講述的就是圖中比較輸出部分，比較輸出部分功能相對比較簡單。

該文主要講述“輸入捕獲”部分，這部分輸入的通道1與2、通道3與4可以相互協(xié)作。該文只使用了TIM5的通道3，捕獲輸入信號頻率。

通用TIM框圖:

上面兩圖截取“STM32F4x5、x7參考手冊”建議下載手冊參看。

Ⅳ、源代碼分析

筆者以F4標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫（同時也建議初學(xué)者使用官方的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫）為基礎(chǔ)建立的工程，主要以庫的方式來講述。

1.RCC時鐘

該函數(shù)位于bsp.c文件下面；

本文提供的例程也可以使用TIM2（只要將例程源代碼中使用到的TIM5改為TIM2，以及引腳改正過來就行）。

重點注意：

A.外設(shè)RCC時鐘的配置要在其外設(shè)初始化的前面；

B.匹配對應(yīng)時鐘。

比如：RCC_APB2外設(shè)不要配置在RCC_APB1時鐘里面

【如：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);這樣能編譯通過，但這是錯誤的代碼】

2.TIM輸入捕獲引腳配置

該函數(shù)位于timer.c文件下面；

注意2點：

A.引腳與通道對應(yīng)：這個需要參看“數(shù)據(jù)手冊”，該文TIM5通道3對應(yīng)的引腳就是PA2.

B.復(fù)用配置：GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2, GPIO_AF_TIM5);

這個地方對于F1轉(zhuǎn)F0、F4等的朋友需要注意，更加芯片系列及庫的不同，他們之間存在一定的差異。

3.TIM輸入捕獲配置

該函數(shù)位于timer.c文件下面；

“時基部分”是在前面兩篇文章講述過的，這里主要對“輸入捕獲”部分理解，主要5個參數(shù)：

捕獲通道：就是我們捕獲的通道；

捕獲極性：就是我們捕獲脈沖的高還是低電平；

捕獲選擇：是直接捕獲該通道，還是上面說的1，2通道協(xié)助捕獲；

捕獲分頻：對捕獲的脈沖分頻；

捕獲濾波：過濾掉波形；

4.NVIC配置

該函數(shù)位于bsp.c文件下面；

這里不用多說，只是提醒大家不要忘記配置這里。

5.計算捕獲波形頻率原理

該函數(shù)位于stm32f4xx_it.c文件下面；

該函數(shù)是中斷函數(shù)，也是計算頻率重要的函數(shù)；

A.兩次捕獲值

捕獲配置中，捕獲的極性是高電平，這里就是在“上升沿”中斷（捕獲），如果配置為“下降沿”，則是在信號的下降沿中斷。

B.計算兩次捕獲差值

這里常人理解都是:capture = (capture_value2- capture_value1);

但是，需要考慮另外兩種情況，就是計數(shù)器在計滿和相等時候。

C.計算頻率

這里可以理解為：1秒鐘計了多少個數(shù)。

但是需要注意的是截圖中“/2”，對系統(tǒng)時鐘除2，原因在于RCC給TIM提供的時鐘就是除了2的，所以，這個地方需要/2.