STM32--输入捕获和输出比较.docx

概述 首先，明确一点对比AD的构造，stm32有3个AD, 每个AD有很多通道（一个外设可以有多个中断通道，但是每个中断通道只有一个外设），使用哪个通道就配置成哪个通道（只设置用一个就可以），这里定时器也如此，有很多定时器TIMx,每个定时器有很多CHx(通道)，可以配置为输入捕捉-测量频率用，也可以配置为输出比较-输出PWM使用输入捕获输入捕捉：可以用来捕获外部事件，并为其赋予时间标记以说明此事件的发生时刻。外部事件发生的触发信号由单片机中对应的引脚输入（对应的引脚设置成输入）（具体可以参考单片机的datasheet），也可以通过模拟比较器单元来实现。时间标记可用来计算频率，占空比及信号的其他特征，以及为事件创建日志，主要是用来测量外部信号的频率。1.1、朋友，可以解释一下输入捕获的工作原理不？很简单，当你设置的捕获开始的时候，cpu会将计数寄存器的值复制到捕获比较寄存器中并开始计数，当再次捕捉到电平变化时，这是计数寄存器中的值减去刚才复制的值就是这段电平的持续时间，你可以设置上升沿捕获、下降沿捕获、或者上升沿下降沿都捕获。它没多大用处，最常用来测频率。1.2、计数寄存器的初值，是自己写进去的吗？是的，不过默认不要写入（即计数寄存器为零）1.3、我如果捕获上升沿，两个值相减，代表的时两个上升沿中间那段电平的时间。对不？是的1.4、timer1有五个通道（对应五个IO引脚），在同一时刻，只能捕获一个引脚的值，对不？那是肯定的，通道很像ADC通道，是可以进行切换的。输出比较输出比较：定时器中的计数寄存器在初始化完后会自动的计数，从bottom计数到top，并且有不同的工作模式。另外，还有个比较寄存器。一旦计数寄存器在从bottom到top计数过程中与比较寄存器匹配（在计数的过程中进行比较，不单指bottom或top）则会产生比较中断（比较中断使能的情况下），这里的匹配指的是计数寄存器的值与比较寄存器的值相等。然后根据不同的工作模式计数寄存器将清零或者计数到top值。2.1、那输出比较的原理你可以帮我介绍一下不？这里有两个单元：一个计数器单元和一个比较单元，比较单元就是个双缓冲寄存器，比较单元的值是可以根据不同的模式设置的，与此同时，计数器在不停的计数，并不停的与比较寄存器中的值进行比较，当计数器的值与比较寄存器的值相等的时候一个比较匹配就发生了，根据自己的设置，如果匹配了，那么对应的io口电平取反、变低、还是变高，就会产生不同的波形了。2.2、比较单元的值是人为设进去的吧？是的，但是他要根据你的控制寄存器的配置，来初始化你的比较匹配寄存器。2.3、下面这个总看不懂，好像不不止你说的那几种情况：“匹配了是io电平取反、变低、还是变高，就会产生不同的波形了”就是比较匹配了你要IO电平怎么办？是清0还是置1？还是怎么样？这样才能产生波形啊 要不然你要比较单元有什么用呢？2.4、设置输出就是置1，清除输出就是置0，切换输出就是将原来的电平取反，对不？是的 你理解的很快2.5、011：计数器向上计数达到最大值时将引脚置1，达到0时，引脚电平置0，,对不？恩2.6、定时器1的输出比较模式怎么用。利用这个功能输出一个1KHZ，占空比为10%的程序怎么写啊？求高人指点1、陪定时器1的功能为特殊功能，不是普通IO在PERCFG这里2、P1SEL引脚选择3、P1DIR设为输出4、T3CC0设置周期5、T3CC1设置占空比6、T3CCTL0 设置通道07、T3CCTL1 设置通道18、T3CTL设为模模式9、用T3CTL打开即可*以下是用定时器做频率源，用定时器测量该频率的应用程序！ *调试STM32的定时器好几天了，也算是对STM32的定时器有了点清楚的认识了。我需要测量4路信号的频率然后通过DMA将信号的频率传输到存储器区域，手册说的很明白每个定时器有4个独立通道。然后我就想能不能将这4路信号都连接到一个定时器的4个通道上去。理论上应该是行的通的。刚开始俺使用的是TIM2的123通道，TIM4的2通道来进行频率的测量。由于没有频率发生器，所以我用tim3作为信号源，用TIM2，TIM4来进行测量就ok了（刚好4个通道了）。请看一开始的程序，以TIM2的1，3通道为例子（2通道设置方法一样）：TIM_ICInitStructure.TIM_ICMode =TIM_ICMode_ICAP; /配置为输入捕获模式 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel =TIM_Channel_1; /选择通道1TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising; /输入上升沿捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI; /通道方向选择TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1;/每次检测到捕获输入就触发一次捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter =0x0; /滤波TIM_ICInit(TIM2, TIM_ICInitStructure); /TIM2通道1配置完毕TIM_ICInitStructure.TIM_ICMode = TIM_ICMode_ICAP; /配置为输入捕获模式 TIM_ICInitStructure.TIM_Channel =TIM_Channel_3; /选择通道3TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity =TIM_ICPolarity_Rising; /输入上升沿捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI;/ TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler =TIM_ICPSC_DIV1; /每次检测到捕获输入就触发一次捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; /滤波TIM_ICInit(TIM2, TIM_ICInitStructure); /TIM2通道3配置完毕以上是输入捕获配置，还需要做的工作就是（参考stm32参考手册的TIM的结构框图）：TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI1FP1); /参考TIM结构图选择滤波后的TI1输入作为触发源，触发下面程序的复位TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); /复位模式-选中的触发输入（TRGI）的上升沿初始化计数器，并且产生一个更新线号TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2,TIM_MasterSlaveMode_Enable); /主从模式选择这样我们就可以很轻松的就得到了连接在TIM2的通道1上的信号的频率，但是3通道的频率的值永远都是跳动的不准，测试了半天也没有找到根本原因，请看TIM的结构框图的一部分红色箭头所指，这才找到原因，触发的信号源只有这四种，而通道3上的计数器的值不可能在接受到信号的上升沿时候，有复位这个动作，找到原因了。这就是3通道上的数据不停跳动的原因，要想得到信号的频率也是有办法的，可以取连续两次捕捉的值之差，这个值就是信号的周期，自己根据实际情况去算频率吧。有以上可以得到：stm32的TIM2的四个通道可以同时配置成输入捕捉模式，但是计算CH3，CH4信号的频率步骤有点繁琐（取前后捕捉的差值），但是他的CH1，和CH2可以轻松得到:*通道1：TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI1FP1); /参考TIM结构图选择滤波后的TI1输入作为触发源，触发下面程序的复位TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); /复位模式-选中的触发输入（TRGI）的上升沿初始化计数器，并且产生一个更新线号TIMx-CRR1的值即为信号的周期*通道2：TIM_SelectInputTrigger(TIM2,TIM_TS_TI2FP2); /参考TIM结构图选择滤波后的TI1输入作为触发源，触发下面程序的复位TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Reset); /复位模式-选中的触发输入（TRGI）的上升沿初始化计数器，并且产生一个更新线号TIMx-CRR2的值即为信号的周期STM32的定时器外设功能强大得超出了想像力，STM32一共有8个都为16位的定时器。其中TIM6、TIM7是基本定时器；TIM2、TIM3、TIM4、TIM5是通用定时器；TIM1和TIM8是高级定时器。这些定时器使STM32具有定时、信号的频率测量、信号的PWM测量、PWM输出、三相6步电机控制及编码器接口等功能，都是专门为工控领域量身订做的。 基本定时器：具备最基本的定时功能，下面是它的结构：我们来看看它的启动代码：void TIM2_Configuration(void)基本定时器TIM2的定时配置的结构体（包含定时器配置的所有元素例如：TIM_Period= 计数值） TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure; 设置TIM2_CLK为72MHZ（即TIM2外设挂在APB1上，把它的时钟打开。） RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 ,ENABLE); 设置计数值位1000 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000; 将TIM2_CLK为72MHZ除以72 = 1MHZ为定时器的计数频率 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71; 这个TIM_ClockDivision是设置时钟分割，这里不分割还是1MHZ的计数频率 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 设置为向上计数模式；（计数模式有向上，向下，中央对齐1，中央对齐2，中央对齐3） TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; 将配置好的设置放进stm32f10x-tim.c的库文件中 TIM_TimeBaseInit(TIM2,TIM_TimeBaseStructure); 清除标志位 TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update); 使能TIM2中断 TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); 使能TIM2外设 TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); 通用定时器：就比基本定时器复杂得多了。除了基本的定时，它主要用在测量输入脉冲的频率、脉冲宽与输出PWM脉冲的场合，还具有编码器的接口。我们来详细讲解：如何生成PWM脉冲通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出，在配置为比较输出、PWM输出功能时，捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能，下面把它简称为比较寄存器。这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程：若配置脉冲计数器TIMx_CNT为向上计数，而重载寄存器TIMx_ARR(相当于库函数写法的TIM_Period的值N)被配置为N，即TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加，当TIMx_CNT的数值X大于N时，会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。而在TIMxCNT计数的同时，TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较，当脉冲计数器TIMx_CNT的数值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时，输出高电平（或低电平），相反地，当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时，输出低电平（或高电平）。如此循环，得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值(N+1)乘以触发脉冲的时钟周期，其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR的值A乘以触发脉冲的时钟周期，即输出PWM的占空比为A/(N+1)。如果不想看的可以直接看我标注的红色字体，就大体可以理解。下面我们来编写具体代码和讲解：void TIM3_GPIO_Config(void)配置TIM3复用输出PWM的IOGPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;打开TIM3的时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);打开GPIOA和GPIOB的时钟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的时间基数单位 TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;/初始化TIM3的外设 u16 CCR1_Val= 500; u16 CCR2_Val= 375; u16 CCR3_Val= 250; u16 CCR4_Val= 125;/PWM信号电平跳变值（即计数到这个数值以后都是低电平之前都是高电平）TIM3的时间基数单位设置(如计数终止值：999,从0开始；计数方式：向上计数） 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的外设的设置TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode= TIM_OCMode_PWM1; /TIM脉冲宽度调制模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;/这个暂时不知道，stm32固件库里没有搜到。应该是定时器输出声明使能的意思 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR1_Val;/设置了待装入捕获比较寄存器的脉冲值 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_High;/TIM输出比较极性高TIM_OC1Init(TIM3,TIM_OCInitStructure); TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);/使能或者失能TIMx在CCR1上的预装载寄存器下面3路PWM输出和上面的一样不再解说TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =CCR2_Val; TIM_OC2Init(TIM3,TIM_OCInitStructure); TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);