工程代碼可見Github<傳送門>

1個留待補(bǔ)充的程序：

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避免干擾，嘗試用開關(guān)總中斷的方法

一、輸入捕獲測量原理

之前我們做的是PWM波的輸出，現(xiàn)在再來看PWM的輸入，即測量PWM波頻率和占空比的測量。

理解一副重要的示意圖：

圖中紫色部分為我們輸入的方波信號，首先我們剛開始時要把捕獲通道設(shè)置為上升沿觸發(fā)，假如我們捕獲到了一個上升沿，也就是到達(dá)了A點(diǎn)，那么我們的定時器就開始計數(shù)，隨后我們還要吧捕獲通道設(shè)置成為下降沿觸發(fā)。當(dāng)我們捕獲了一個下降沿時，也就是到達(dá)了B點(diǎn)，那么我們獲取一個計數(shù)值，定時器還得繼續(xù)計數(shù)，同時重新把捕獲通道設(shè)置為上升沿觸發(fā)。直到再次捕獲到了一個上升沿，那么就代表已經(jīng)到達(dá)C點(diǎn)了，我們再獲取一次計數(shù)值。

那么我們通過獲取的這兩個計數(shù)值，就很容易的算出頻率和占空比。<參考eavane大神博客>

頻率 = 1000000 / 第二次捕獲值(72分頻的前提)

占空比 = 第一次捕獲值 / 第二次捕獲值 * 100

知道了原理，再來看看具體實(shí)現(xiàn)吧。

二、實(shí)現(xiàn)代碼

main.c

/*******************************************************************************
* 文件名：main.c
* 描  述：
* 作  者：CLAY
* 版本號：v1.0.0
* 日  期: 2019年1月26日
* 備  注：TIM3_CH1-PA6, TIM3_CH2-PA7配置為輸入捕獲，
*         測量TIM4的CH1-PB6和PB7的頻率以及占空比
*******************************************************************************
*/

#include "config.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "timer.h"
#include "beep.h"
#include "lcd.h"
#include "stdio.h"
#include "usart.h"
#include "i2c.h"
#include "eeprom.h"
#include "PWMMode_Advance.h"
#include "PWM_Compare.h"
#include "PWM_Capture.h"


u8 string[20];

int main(void)
{
	STM3210B_LCD_Init();
	LCD_Clear(Blue);
	LCD_SetBackColor(Blue);
	LCD_SetTextColor(White);
	
	LEDInit();
	KeyInit();
	BeepInit();
	TIM2Init(2000, 72);//定時2ms
	
	TIM1_PWMInit(2000, 40, 80);//頻率2K CH2占空比40% CH3占空比80%
	TIM4_PWMCompare(2000, 1000, 40, 80);//CH1占空比2K 40% CH2 1K占空比80%
	
	TIM3_CaptureInit();
	
	while(1)
	{	
		KeyDriver();
		
		if(TIM3_CH1_CAPTURE_MODE == 3)
		{
			sprintf((char*)string,"ch1_fre:%d           ",1000000 / TIM3_CH1_CAPTURE_HL);
			LCD_DisplayStringLine(Line3, string);
			sprintf((char*)string,"ch1_duty:%d          ",TIM3_CH1_CAPTURE_H * 100/TIM3_CH1_CAPTURE_HL);
			LCD_DisplayStringLine(Line4, string);
			TIM3_CH1_CAPTURE_MODE = 0;
		}

		if(TIM3_CH2_CAPTURE_MODE == 3)
		{
			sprintf((char*)string,"ch2_fre:%d           ",1000000 / TIM3_CH2_CAPTURE_HL);
			LCD_DisplayStringLine(Line7, string);
			sprintf((char*)string,"ch2_duty:%d          ",TIM3_CH2_CAPTURE_H * 100/TIM3_CH2_CAPTURE_HL);
			LCD_DisplayStringLine(Line8, string);
			TIM3_CH2_CAPTURE_MODE = 0;
		}
	}
}

void KeyAction(int code)
{
	if(code == 1)//按下B1，切換燈狀態(tài)，蜂鳴器鳴叫0.1s
	{
		GPIOC->ODR ^= (1<<8);//PC8不斷取反
		GPIOD->ODR |= (1<<2);//PD2置1，使能573鎖存器
		GPIOD->ODR &= ~(1<<2);//PD2清0，關(guān)閉573鎖存器
		Beep(100);
	}
	else if(code == 2)
	{
		Beep(-1);
	}
	else if(code == 3)
	{
		Beep(0);
	}
	else if(code == 4)
	{
		
	}
}

PWM_Capture.c

#include "PWM_Capture.h"

u8 TIM3_CH1_CAPTURE_MODE = 0;
u32 TIM3_CH1_CAPTURE_H = 0, TIM3_CH1_CAPTURE_HL = 0;

u8 TIM3_CH2_CAPTURE_MODE = 0;
u32 TIM3_CH2_CAPTURE_H = 0, TIM3_CH2_CAPTURE_HL = 0;

u8 CAPTURE_MODE;

void TIM3_IOInit(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	//***注意這里是APB2***
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能 GPIOA時鐘
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //TIM3通道1-PA6 TIM3通道2-PA7
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//***輸入捕獲使用IO模式為上拉輸入或者浮空輸入
//	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//輸入就所謂輸出速度了，這句可省略。
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIO
}

void NVIC_TIM3Enable(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_initstructure;

    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;           //選擇TIM4中斷通道
    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //使能中斷通道
    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //設(shè)定搶占優(yōu)先級為0
    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        //設(shè)定響應(yīng)優(yōu)先級為0
    NVIC_Init(&NVIC_initstructure);
}

void TIM3Init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
	
	//***注意這里是APB1***
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  //使能定時器3時鐘 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //***設(shè)置為0xFFFF
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72-1; //設(shè)置預(yù)分頻值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時鐘分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上計數(shù)模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIM3
}

void TIM3_CaptureInit(void)
{
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

	TIM3_IOInit();//TIM3通道1-PA6 TIM3通道2-PA7配置
	TIM3Init();//TIM3定時器配置
	NVIC_TIM3Enable();//中斷向量配置

	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//選擇通道
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿觸發(fā)
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//必須選擇指向TI寄存器
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//不分頻
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;//不濾波
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;
	TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
	
	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC2, ENABLE);	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

PWM_Capture.h

#ifndef _PWM_CAPTURE_H
#define _PWM_CAPTURE_H

#include "config.h"


void TIM3_CaptureInit(void);

extern u8 CAPTURE_MODE;

extern u8 TIM3_CH1_CAPTURE_MODE;
extern u32 TIM3_CH1_CAPTURE_H, TIM3_CH1_CAPTURE_HL;

extern u8 TIM3_CH2_CAPTURE_MODE;
extern u32 TIM3_CH2_CAPTURE_H, TIM3_CH2_CAPTURE_HL;

#endif

stm32f10x_it.c

void TIM2_IRQHandler(void)
{
	static u16 tmr500ms = 0;
	
	if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update))
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_FLAG_Update);
		tmr500ms++;
		KeyScan();
		BeepScan(2);//2ms掃描
		if(tmr500ms >= 250)
		{
			tmr500ms = 0;
			CAPTURE_MODE ^= 1;
		}
	}
}

void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) == 1)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1);
		if(CAPTURE_MODE)
		{
			switch(TIM3_CH1_CAPTURE_MODE)
			{
				case 0: 
					TIM3_CH1_CAPTURE_H = 0;//
					TIM3_CH1_CAPTURE_HL = 0;
					TIM3_CH1_CAPTURE_MODE = 1;
					TIM_SetCounter(TIM3, 0);//計數(shù)值清0
					TIM_OC1PolarityConfig(TIM3, TIM_ICPolarity_Falling);//設(shè)置為下降沿觸發(fā)
					break;
				case 1: 
					TIM3_CH1_CAPTURE_H = TIM_GetCounter(TIM3);//第一次獲取計數(shù)值
					TIM3_CH1_CAPTURE_MODE = 2;
					TIM_OC1PolarityConfig(TIM3, TIM_ICPolarity_Rising);//設(shè)置為上升沿觸發(fā)
					break;
				case 2: 
					TIM3_CH1_CAPTURE_HL = TIM_GetCounter(TIM3);//第二次獲取計數(shù)值
					TIM3_CH1_CAPTURE_MODE = 3;
					TIM_OC1PolarityConfig( TIM3,TIM_ICPolarity_Rising);//設(shè)置為上升沿觸發(fā)
					break;
				default:
					break;
			}
		}
		else
		{
			TIM3_CH1_CAPTURE_MODE = 0;
		}
	}

	if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) == 1)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);
		if(!CAPTURE_MODE)
		{
			switch(TIM3_CH2_CAPTURE_MODE)
			{
				case 0: 
					TIM3_CH2_CAPTURE_H = 0;
					TIM3_CH2_CAPTURE_HL = 0;
					TIM3_CH2_CAPTURE_MODE = 1;
					TIM_SetCounter(TIM3, 0);
					TIM_OC2PolarityConfig( TIM3,TIM_ICPolarity_Falling);
					break;
				case 1: 
					TIM3_CH2_CAPTURE_H = TIM_GetCounter(TIM3);
					TIM3_CH2_CAPTURE_MODE = 2;
					TIM_OC2PolarityConfig( TIM3,TIM_ICPolarity_Rising);
					break;
				case 2: 
					TIM3_CH2_CAPTURE_HL = TIM_GetCounter(TIM3);
					TIM3_CH2_CAPTURE_MODE = 3;
					TIM_OC2PolarityConfig( TIM3,TIM_ICPolarity_Rising);
					break;
				default:
					break;
			}
		}
		else
		{
			TIM3_CH2_CAPTURE_MODE = 0;
		}
	}

}

二、需要注意的地方

1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2、由于我是直接用之前的工程，之前TIM3做了通用定時器的PWM模式輸出實(shí)驗(yàn)，而現(xiàn)在要配置為輸入捕獲，兩個同時存在會出現(xiàn)如下錯誤：

所以要刪除pwmmode相關(guān)文件，包括以下幾個：

3、程序中的變量釋義

TIM3_CH1_CAPTURE_MODE 用來記錄當(dāng)前捕獲在哪個位置 TIM3_CH1_CAPTURE_H 用來記錄第一次捕獲的時間 TIM3_CH1_CAPTURE_HL 用來記錄第二次捕獲的時間

4、CAPTURE_MODE 的優(yōu)秀所在

兩個通道肯定不能同時進(jìn)行捕獲，首先兩者同時捕獲，同時記錄這個無所謂，關(guān)鍵是它們還都涉及計算。計算最怕被中斷打斷，這樣可能導(dǎo)致結(jié)果不正確。這里目前有兩種解決方案，一種是分時復(fù)用，就像上面程序中寫的那樣，另外一種解決辦法就像我們51操作步進(jìn)電機(jī)計算節(jié)拍或者就像控制DHT11時序一樣，開關(guān)總中斷，這個方法稍后再做調(diào)試，會一并掛上來。

5、中斷函數(shù)里總的處理思想

當(dāng)TIM3_CH1_CAPTURE_MODE=0時，如果發(fā)生了中斷，那么就代表我們捕獲到了上升沿，當(dāng)前在上面簡圖的A點(diǎn)，我們把定時器計數(shù)值清0，讓定時器重新計數(shù)，同時還要把觸發(fā)方式設(shè)置為下降沿觸發(fā)。

當(dāng)TIM3_CH1_CAPTURE_MODE=1時候，發(fā)生了中斷，那么就代表我們捕獲到了下降沿，當(dāng)前的位置在上面簡圖的B點(diǎn)，我們獲取一次定時器的計數(shù)值，同時還得把我們觸發(fā)方式設(shè)置為上升沿觸發(fā)。

當(dāng)TIM3_CH1_CAPTURE_MODE=2時候，發(fā)生中斷，那么就代表我們一個周期已經(jīng)捕獲完畢了，當(dāng)前位置在上面簡圖的C點(diǎn)，我們再獲取一次定時器的計數(shù)值，隨后就可以根據(jù)我們兩次獲取的計數(shù)值，算出我們方波的頻率和周期。

當(dāng)TIM3_CH1_CAPTURE_MODE=3時，就意味著我們可以開始計算周期和頻率，當(dāng)我們處理好數(shù)據(jù)后，我們就可以把TIM3_CH1_CAPTURE_MODE清0，準(zhǔn)備開始下一次捕獲。

然后在主函數(shù)中，進(jìn)行TIM3_CH1_CAPTURE_MODE狀態(tài)判斷，進(jìn)而計算出占空比和頻率的值，然后顯示到LCD上，隨后再開啟下一次捕獲。