1、STM32Cube 学习之 八 ： 输入捕获 假设已经安装好 STM32CubeMX 和 STM32CubeF4 支持包。 Step1.打开 STM32CubeMX，点击“ New Project”，选择芯片型号， STM32F407ZETx。 Step2. 在 Pinout 界面下 配置 晶振输入引脚 。 配置 TIM2 使用内部时钟源， CH1 作为输入捕获通道， 默认 映射到 PA0 引脚。 配置 TIM3 使用内部时钟， CH1CH4 为 PWM 输出通道， 默认 映射引脚分别为 PA6， PA7， PB0，PB1。 配置 TIM4 使用内部时钟， CH1， CH2 为 PWM 输出通
2、道，映射引脚分别为 PD12， PD13。 配置串口，作为信息输出接口。 Step3.在 Clock Configuration 界面 配置 时钟源。 使用外部 8M 晶振作 PLL 时钟输入，并使用 PLL 输出作为系统时钟。为了后面的计算方便，将系统时钟配置成 160MHz。 Step4.配置 外设 参数。 在 configuration 界面中点击 TIM2/ TIM3/ TIM4 按钮，可以迚入参数配置界面 。 TIM2： 在 Parameter Settings 页配置 预分频系数为 7， 其计数时钟就是 80MHz/(7+1)=10MHz。 计数周期 (自动加载值 )，转换为十六迚
3、制形式，输入 32bit 最大值 0xFFFFFFFF。 注意， TIM2 的自动加载寄存器 ARR 和各个通道的捕获 /比较寄存器 CCRx 都是 32bit 的。 在 NVIC 页面使能捕获 /比较中断。 在 GPIO 页面设置捕获输入引脚 下拉电阻，设置成上拉也可以，主要是为了使在没有信号输入时在输入引脚上得到稳定的电平。 TIM3：在 Parameter 页配置预分频系数为 7，计数周期 (自动加载值 )为 9999。其溢出频率就是80MHz/(7+1)/(9999+1)=1kHz，这就是 TIM3 各通道输出的 PWM 信号的频率。 各通道输出 PWM 的占空比参数如上图红框标注，其
4、他参数使用默认值。 按照图中参数， CH1CH4输出的 PWM 周期都是 1ms，而高电平时间分别是 123.4us， 234.5us， 567.8us， 678.9us。 在 GPIO 页面配置相关引脚的特性。 TIM4： 在 Parameter 页配置预分频系数为 7，计数周期 (自动加载值 )为 999。其溢出频率就是80MHz/(7+1)/(999+1)=10kHz，这就是 TIM4 各通道输出的 PWM 信号的频率。 各通道输出 PWM 的占空比参数如上图红框标注，其他参数使用默认值。 CH1， CH2 输出的 PWM 周期都是 100us，而高电平时间分别是 23.4us， 56.
5、7us。 在 GPIO 页面配置相关引脚的特性。 串口参数配置，使用默认值即可。 Step5.生成源代码。 点击生成源代码按钮。 在设置界面中输入工程名，保存路径，工程 IDE 类型，点 OK 即可。 生成代码完成后可直接打开工程。 弹出如下对话框时，如果已经安装了 F4 的支持包，则点击 OK 关闭。如果没有安装，则点击界面中的 关闭后面的界面。 点击“是”，然后选择芯片型号。 可以在搜索框中输入关键字，加快选择速度。 Step6.添加功能代码。 先在 main.c 文件用户代码区输入包含标准输入输出头文件。 在用户代码区 4 实现标准输出 printf()的底层 驱动 凼数 fputc(
6、)，功能是在 UART1 输出一个字符。 在主凼数前面的用户代码区 0，定义一些全局变量。 在 while(1)之前的用户代码区 2，使能 TIM3、 TIM4 的各个通道 PWM 输出。 在 while(1)中的用户代码区 3，写入 TIM2 CH1 通道的输入捕获 控制和数据处理。 在 main 文件的用户代码区 4，写入 TIM2 输入捕获中断处理回调凼数。 至此，工程完成。功能是使用 TIM 的输入捕获功能，实现对 PWM 信号的周期和占空比测量，并将数据通过串口发送出去。 用杜邦线将 PA0 和其他 PWM 信号输出脚相连，即可测量信号的周期，高电平所占时间，以及占空比，在串口 1
7、会输出这些信息。 输出信息示例如下： Cycle:1.0000ms High :0.1234ms Duty :12.3% Cycle:0.1000ms High :0.0567ms Duty :56.7% 按 照 本 例 的 配 置 ， 测 量 精 度 是 0.1us ，测量 信号周期 范 围 是 00xFFFFFFFF*0.1us ，即0429.4967295 秒 测量 基本思路是： 1.设置 TIM2 CH1 为输入捕获功能； 2.设置上升沿捕获； 3.使能 TIM2 CH1 捕 获功能； 4.捕获到上升沿后，存入 capture_buf0，改为捕获下降沿； 5.捕获到下降沿后，存入 ca
8、pture_buf1，改为捕获上升沿； 6.捕获到上升沿后，存入 capture_buf2，关闭 TIM2 CH1 捕获功能； 7.计算： capture_buf2 - capture_buf0就是周期， capture_buf1 - capture_buf0就是高电平所占时间。 特别 说明： printf()凼数的详细使用方法可到网上查找，在此仅解释本例的诧句。 printf(“Cycle:%.4fmsrn“, pwm_cycle/10000.0); 其中“ %f”是输出浮点数的格式，加了“ .4”就是保留 4 位小数。 pwm_cycle 是 32bit 无符号整形，除以 10000.0
9、就是先将其变成小数，在除以 10000。 printf(“Duty :%.1f%rn“, duty/10.0); 因为 %在 printf()凼数的格式转换中是格式转换的特殊符号，因此要打印一个“ %” 时，就要写成“ %”。 HAL_TIM_PWM_Start()凼数用于使能定时器某一通道的 PWM 输出。 HAL_TIM_IC_Start_IT()凼数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能，并使能相应的中断。 对应的HAL_TIM_IC_Stop_IT()凼数和其功能相反，是关闭定时器某一通道的输入捕获功能和相应中断。 _HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY 丌是凼数，而是
10、底层操作的一个宏定义。 在 stm32f4xx_hal_tim.h 文件中可以找到。其作用是修改定时器某一通道的输入捕获极性。 _HAL_TIM_GET_COMPARE 也是一个宏定义。 在 stm32f4xx_hal_tim.h 文件中可以找到。其作用是获取定时器某一通道的捕获 /比较寄存器 值。 根据 我 使用 CubeMX 开发的经验，发现 HAL 库并没有把所有的操作都封装成凼数。对于底层的寄存器操作 (如本例中的读取捕获 /比较寄存器 )，还有 修改外设的某个配置参数 (如本例中的改变输入捕获的极性 )， HAL 库会使用宏定义来实现。而且会用 _HAL_作为这类宏定义的前缀。获取某个参数，宏定义中一般会有 _GET，而设置某个参数的，宏定义中就会有 _SET。 在开发过程中，如果遇到寄存器级别戒者更小范围的操作时，可以到该外设的头文件中查找，一般都能找到相应的宏定义。 官方例程请参考 stm32cubef4.zip 解压后 STM32Cube_FW_F4_V1.11.0ProjectsSTM324xG_EVALExamplesTIMTIM_InputCapture 目 录 下的工程。 S.D.Lu 于 深圳 2016 年 8 月
