stm32通用定时器输入捕获

### STM32通用定时器输入捕获寄存器的功能及用法 #### 一、基本概念 STM32的通用定时器具有多种功能，其中包括输入捕获模式。该模式允许定时器捕捉外部信号的变化时刻并记录到特定寄存器中[^1]。这种机制广泛应用于测量脉冲宽度、频率以及检测事件发生的时间点。 #### 二、关键寄存器及其作用 以下是与输入捕获密切相关的几个重要寄存器： 1. **TIMx_CCRx (Capture/Compare Register)** 此寄存器用于存储捕获到的计数值。当触发条件满足时，当前计数器值会被自动保存到这里[^4]。例如，在一次上升沿或下降沿被捕获后，对应的CCR寄存器会更新为此时TIMx_CNT中的值。 2. **TIMx_CR1 (Control Register 1)** 控制寄存器定义了定时器的操作方式。对于输入捕获而言，需设置`CMS`位来指定捕获极性（如上升沿还是下降沿），并通过`ARPE`启用自动重装载预分频器以提高精度[^2]。 3. **TIMx_SMCR (Slave Mode Control Register)** 如果需要同步多个外设或者基于其他信号源启动/停止计数，则此寄存器非常有用。它决定了如何响应来自I/O引脚或其他内部模块的触发请求[^3]。 4. **TIMx_DIER (DMA/Interrupt Enable Register)** 启用中断或DMA传输以便及时处理新数据到达的情况。一旦完成了一次成功的捕获操作，就会产生相应的标志位通知CPU进行后续动作。 5. **TIMx_SR (Status Register)** 提供关于各种事件的状态信息，比如是否有未决的捕获事件等待读取等。程序员通常会在ISR(中断服务程序)里查询这些字段确认具体发生了什么类型的活动。 6. **TIMx_ARR (Auto Reload Register)** 和 **TIMx_PSC (Prescaler Register)** 这两个参数共同决定基础时间基准单位大小。合理调整它们可以适应不同应用场景下的分辨率需求。 #### 三、典型初始化流程概览 虽然这里不采用逐步指导的方式描述整个过程，但仍可概述一些核心环节： - 配置GPIO作为定时器输入端； - 设置合适的ARR/PSC组合形成期望采样间隔； - 编程上述提到的相关控制字节实现所需行为逻辑； - 开启对应资源访问权限并进入监听状态直至获取目标量度为止； 下面给出一段利用HAL库简化版代码示范如何配置TIM2执行简单输入捕获任务: ```c #include "stm32f1xx_hal.h" void MX_TIM2_Init(void){ __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); TIM_HandleTypeDef htim; htim.Instance = TIM2; // 初始化结构体成员... HAL_TIM_IC_Start(&htim, TIM_CHANNEL_1); } int main(){ MX_TIM2_Init(); while(1){ if(HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim,TIM_CHANNEL_1)){ printf("Captured Value:%d\n",g_timxchy_cap_val); } } } ``` 以上片段展示了怎样调用标准函数接口快速搭建起初步框架，并通过循环不断轮询最新结果输出至终端显示出来。 --- ####

### STM32 HAL 库中实现定时器输入捕获功能 #### 1. 配置环境与工具 为了实现STM32中的定时器输入捕获功能，首先需要借助STM32CubeMX完成硬件初始化配置。通过该工具生成初始化代码框架，并结合HAL库函数编写具体的逻辑[^5]。 #### 2. 定时器输入捕获基本原理 输入捕获是一种常见的外设功能，允许微控制器捕捉外部事件的时间戳并记录下来。在STM32中，TIMx定时器支持此功能，可以通过配置CCx通道作为输入捕获模式来实现对外部信号的检测和时间测量[^4]。 #### 3. 初始化配置流程 以下是使用STM32 HAL库实现定时器输入捕获的主要步骤： - **启用时钟** 使用`__HAL_RCC_TIMx_CLK_ENABLE()`宏定义开启对应定时器的时钟。 - **GPIO引脚配置** 将用于输入捕获的GPIO引脚设置为复用模式（AF），并通过`HAL_GPIO_Init()`函数指定其具体的功能映射关系[^3]。 - **定时器参数设定** 调整预分频系数(PSC)以及自动重装载寄存器(ARR)，从而决定计数周期与时基分辨率。这一步骤通常由STM32CubeMX自动生成代码处理[^1]。 - **回调中断使能** 如果计划采用中断方式获取数据，则需激活相应的捕获比较中断(CCEIE)，同时注册对应的ISR服务程序[^2]。 #### 4. 示例代码展示 下面提供了一段简单的示例代码片段，演示如何利用HAL库执行输入捕获操作: ```c // TIM Input Capture Initialization Function void MX_TIM2_Init(void) { TIM_HandleTypeDef htim2; __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); // Enable Timer Clock htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 83; // Set Prescaler Value (SystemCoreClock / DesiredFrequency - 1) htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // Counting Mode Upward Direction Only htim2.Init.Period = 65535; // Auto Reload Register Period Setting htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; if(HAL_TIM_IC_Init(&htim2)!= HAL_OK){ Error_Handler(); } /* Configure Channel as Input Capture */ TIM_Input_Capture_Config(htim2); } /* Additional Configuration For Channels As Needed Below */ static void TIM_Input_Capture_Config(TIM_HandleTypeDef *htim) { TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig = {0}; TIM_MasterConfigTypeDef masterConfig = {0}; sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET; sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_ITR0; if (HAL_TIM_SlaveConfigSynchronization(htim, &sSlaveConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } ``` 上述代码展示了如何初始化一个通用定时器(TIM2)来进行输入捕获的操作过程。 #### 5. 中断处理机制 当发生特定条件下的触发动作后，会进入预先编写的中断服务子程序(ISR)，在此处读取捕获到的数据值并存储起来供后续计算或显示之用: ```c void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef* TimHandle) { uint32_t ICValue=0; if(TimHandle->Instance==TIM2){ ICValue=__HAL_TIM_GET_COMPARE(TimHandle,TIM_CHANNEL_1); printf("Captured value:%lu\r\n",ICValue); }else{} } ``` 以上即完成了整个基于STM32 HAL库下定时器输入捕获功能的设计思路及其实际编码实践说明。