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一、概念理解
PWM輸入捕獲模式是輸入捕獲模式的特例，自己理解如下
1. 每個(gè)定時(shí)器有四個(gè)輸入捕獲通道IC1、IC2、IC3、IC4。且IC1 IC2一組，IC3 IC4一組。并且可是設(shè)置管腳和寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2. 同一個(gè)TIx輸入映射了兩個(gè)ICx信號(hào)。
3. 這兩個(gè)ICx信號(hào)分別在相反的極性邊沿有效。
4. 兩個(gè)邊沿信號(hào)中的一個(gè)被選為觸發(fā)信號(hào)，并且從模式控制器被設(shè)置成復(fù)位模式。
5. 當(dāng)觸發(fā)信號(hào)來(lái)臨時(shí)，被設(shè)置成觸發(fā)輸入信號(hào)的捕獲寄存器，捕獲“一個(gè)PWM周期（即連續(xù)的兩個(gè)上升沿或下降沿）”，它等于包含TIM
時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)（即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)n）。
6. 同樣另一個(gè)捕獲通道捕獲觸發(fā)信號(hào)和下一個(gè)相反極性的邊沿信號(hào)的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)m，即（即高電平的周期或低電平的周期）
7. 由此可以計(jì)算出PWM的時(shí)鐘周期和占空比了
frequency=f（TIM時(shí)鐘頻率）/n。
duty cycle=（高電平計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)/n），
若m為高電平計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)，則duty cycle=m/n
若m為高電平計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)，則duty cycle=（n-m）/n
注：因?yàn)橛?jì)數(shù)器為16位，所以一個(gè)周期最多技術(shù)65535個(gè)，所以測(cè)得的 最小頻率= TIM時(shí)鐘頻率/65535。
二、程序設(shè)計(jì)與分析
1. 程序概述：選擇TIM3作為PWM輸入捕獲。IC2設(shè)置為上升沿，并設(shè)置為有效的觸發(fā)輸入信號(hào)。所以IC2的捕獲寄存器捕獲PWM周期，
IC1的捕獲寄存器捕獲PWM的高電平周期。
2.程序代碼如下：
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時(shí)鐘配置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //GPIO配置
PIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //NVIC配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道選擇
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿觸發(fā)
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對(duì)應(yīng)關(guān)系
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //輸入預(yù)分頻。意思是控制在多少個(gè)輸入周期做一次捕獲，如果
//輸入的信號(hào)頻率沒(méi)有變，測(cè)得的周期也不會(huì)變。比如選擇4分頻，則每四個(gè)輸入周期才做一次捕獲，這樣在輸入信號(hào)變化不頻繁的情況下，
//可以減少軟件被不斷中斷的次數(shù)。
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //濾波設(shè)置，經(jīng)歷幾個(gè)周期跳變認(rèn)定波形穩(wěn)定0x0～0xF
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據(jù)參數(shù)配置TIM外設(shè)信息
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2); //選擇IC2為始終觸發(fā)源
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TI***aveMode_Reset);//TIM從模式：觸發(fā)信號(hào)的上升沿重新初始化計(jì)數(shù)器和觸發(fā)寄存器的更新事件
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動(dòng)定時(shí)器的被動(dòng)觸發(fā)
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //啟動(dòng)TIM2
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE); //打開(kāi)中斷
中斷處理函數(shù)
void TIM3_IRQHandler(void)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2); //清楚TIM的中斷待處理位
IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3); //讀取IC2捕獲寄存器的值，即為PWM周期的計(jì)數(shù)值
if (IC2Value != 0)
{
DutyCycle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value; //讀取IC1捕獲寄存器的值，并計(jì)算占空比
Frequency = 72000000 / IC2Value; //計(jì)算PWM頻率。
}
else
{
DutyCycle = 0;
Frequency = 0;
}
}
注（一）：若想改變測(cè)量的PWM頻率范圍，可將TIM時(shí)鐘頻率做分頻處理
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0～FFFF
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5; //時(shí)鐘分頻，分頻數(shù)為5+1即6分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時(shí)鐘分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化
注注（二）：定時(shí)器TIM的倍頻器X1或X2。在APB分頻為1時(shí)，倍頻值為1，否則為2。
用的輸入捕獲功能
IO配置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
中斷配置
void NVIC_Configuration_Cap(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#ifdef VECT_TAB_RAM
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); //占先優(yōu)先級(jí)、副優(yōu)先級(jí)的資源分配
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //指定中斷源
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //占先優(yōu)先級(jí)設(shè)定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //副優(yōu)先級(jí)設(shè)定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
時(shí)鐘配置
void TIM4_Cap_Init(u16 arr, u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4 , ENABLE);
TIM_DeInit(TIM4); //初始化TIM4為缺省值 0
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //arr=10000
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; //psc=71
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上計(jì)數(shù)
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling; //上升沿捕獲
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);
//TIM_SelectInputTrigger(TIM4, TIM_TS_TI2FP2 ); //選擇時(shí)鐘觸發(fā)源，這里只能用1或2，意味著通道34不能用輸入觸發(fā)
//TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Reset);//觸發(fā)方式
// TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM4, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動(dòng)定時(shí)器的被動(dòng)觸發(fā)
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_CC2, ENABLE); //允許捕獲中斷
TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update, ENABLE); //允許更新中斷
TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update ); //清除更新中斷標(biāo)記
TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_CC2); //清除捕獲中斷標(biāo)記
}
中斷服務(wù)函數(shù)
u16 STA=0;
u16 VAL;
u8 CAP_N=0;
void TIM4_IRQHandler(void)
{
if((STA&0x8000)==0) //捕獲開(kāi)啟標(biāo)志
{
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)!=RESET) //進(jìn)入更新中斷
{
if(CAP_N==1)
{
if((STA&0X3FFF)==0X3FFF)//高電平太長(zhǎng)了
{STA|=0X8000;//標(biāo)記成功捕獲了一次
VAL=0XFFFF;
}
else STA++;
}
}
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_CC2)!=RESET) //進(jìn)入捕獲中斷
{
if(CAP_N==1)
{STA|=0x8000;//標(biāo)志完成捕獲過(guò)程，進(jìn)入主函數(shù)處理部分}
VAL=TIM_GetCapture2(TIM4);
}
else
{STA=0;
VAL=0;
TIM_SetCounter(TIM4,0);
CAP_N=1;
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update|TIM_IT_CC2);
}
數(shù)據(jù)處理主函數(shù)
void TIM_CAP(void)
{
u32 CAP_temp=0;
NVIC_Configuration_Cap();
TIM4_Cap_Init(9999,71);
while(1)
{
delay_ms(10);
if(STA&0x8000)
{
CAP_temp=STA&0x3fff;
printf("\r\nSTA=%d",CAP_temp);
CAP_temp*=10000;
CAP_temp+=VAL;
//printf("\r\nVAL=%d",VAL);
printf("\r\n周期：%d us",CAP_temp);
CAP_N=0;
STA=0;
}
}
}
PWM輸入功能
void Confiuration_PWM_CAP(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時(shí)鐘配置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //GPIO配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //NVIC配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0～FFFF
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //時(shí)鐘分頻，分頻數(shù)為5+1即6分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時(shí)鐘分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道選擇
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿觸發(fā)
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對(duì)應(yīng)關(guān)系
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //輸入預(yù)分頻。意思是控制在多少個(gè)輸入周期做一次捕獲，如果
//輸入的信號(hào)頻率沒(méi)有變，測(cè)得的周期也不會(huì)變。比如選擇4分頻，則每四個(gè)輸入周期才做一次捕獲，這樣在輸入信號(hào)變化不頻繁的情況下，
//可以減少軟件被不斷中斷的次數(shù)。
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //濾波設(shè)置，經(jīng)歷幾個(gè)周期跳變認(rèn)定波形穩(wěn)定0x0～0xF
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據(jù)參數(shù)配置TIM外設(shè)信息
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2); //選擇IC2為始終觸發(fā)源
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//TIM從模式：觸發(fā)信號(hào)的上升沿重新初始化計(jì)數(shù)器和觸發(fā)寄存器的更新事件
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動(dòng)定時(shí)器的被動(dòng)觸發(fā)
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //啟動(dòng)TIM2
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE); //打開(kāi)中斷
}
void PWM_CAP(void)
{
Confiuration_PWM_CAP();
while(1)
{
printf("\r\nFrequency=%d",Frequency);
printf("\r\nDutyCycle=%f",DutyCycle);
}
}
中斷服務(wù)函數(shù)
float IC2Value;
float DutyCycle;
u16 Frequency;
void TIM3_IRQHandler(void)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2); //清除TIM的中斷待處理位
IC2Value = TIM_GetCapture2(TIM3); //讀取IC2捕獲寄存器的值，即為PWM周期的計(jì)數(shù)值
if (IC2Value != 0)
{
DutyCycle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value; //讀取IC1捕獲寄存器的值，并計(jì)算占空比
Frequency = 72000000 / IC2Value; //計(jì)算PWM頻率。
}
else
{
DutyCycle = 0;
Frequency = 0;
}
}
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