STM32通用定时器输入捕获模式详解

"STM32通用定时器编码器接口用于处理输入捕获，通过捕捉输入引脚的电平变化来测量各种参数，如频率、占空比和脉冲间隔。" STM32的通用定时器（General Purpose Timers，GPTs）支持编码器接口和输入捕获功能，这使得它们在处理与脉冲信号相关的应用中非常灵活。输入捕获模式允许定时器在检测到输入引脚上的指定电平跳变时记录定时器计数器（CNT）的当前值，这对于计算PWM波形的参数特别有用。 1. **输入捕获简介** 输入捕获是定时器的一种工作模式，它能够捕获输入引脚的上升沿或下降沿。当指定的电平变化发生时，定时器的捕获比较寄存器（CCR）会被当前的CNT值锁定。这使我们能够计算输入信号的周期、频率、占空比等参数。输入捕获可以配置为脉宽调制（PWM）模式，同时测量频率和占空比，或者在主从触发模式下实现硬件自动化测量，减少软件干预。 2. **测频与测周方法** - **测频法**：这种方法主要用来测量高频信号。在一定的时间段（如1秒）内，记录输入信号的上升沿（或下降沿）次数。每来一个上升沿代表一个周期，所以计数的频率即为信号的频率。测频法的误差可以通过增加计数次数来减小，但其更新频率较低，数值相对稳定。 - **测周法**：适用于低频信号的测量。在两个上升沿之间，利用已知的标准频率进行计数。当捕获到一个上升沿时开始计数，直到下一个上升沿为止，计数器的倒数即为频率。测周法的更新速度快，但每次捕获后需要清零CNT以准备下一次测量。在主从触发模式下，这一步可以自动完成。 3. **输入捕获框图分析** 输入捕获的过程涉及到了定时器的内部结构，包括输入滤波、输入触发条件以及捕获事件后的处理。框图分析有助于理解信号如何通过定时器内部逻辑，最终被转化为可测量的数据。 4. **配置与使用** 配置STM32的通用定时器为输入捕获模式通常需要设置以下几个步骤： - 选择合适的定时器通道并设置为输入捕获模式。 - 设置输入滤波器以消除噪声和抖动。 - 选择捕获事件（上升沿或下降沿）。 - 可能还需要配置中断或DMA，以便在捕获事件发生时通知CPU或直接传输数据。 5. **误差与优化** 输入捕获可能会有正负1的计数误差，为了减小这种误差，可以增加计数次数，当计数值较大时，正负1的误差影响就会显著降低。 STM32通用定时器的输入捕获功能提供了强大的工具来处理各种实时测量任务，无论是高频还是低频信号，都可以通过适当配置和算法来实现精确的测量。在实际应用中，根据具体需求选择合适的测量方法，并优化配置以提高测量精度和效率。