stm32的定时器输入捕获与输出比较讲解.docx
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stm32的定时器输入捕获与输出比较讲解
stm32的定时器输入捕获与输出比较
（2015-09-2809:
26:
24）
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stm32
it
明确一点对比AD的构造，stm32有3个AD,每个AD有很多通道，使用哪个通道就配置
成哪个通道，这里定时器也如此，有很多定时器TIMx,每个定时器有很多CHx（通道），可
以配置为输入捕捉——测量频率用，也可以配置为输出比较输出PWM使用
输入捕捉：
可以用来捕获外部事件，并为其赋予时间标记以说明此事件的发生时刻。
外部事件发生的触发信号由单片机中对应的引脚输入（具体可以参考单片机的datasheet），
也可以通过模拟比较器单元来实现。
时间标记可用来计算频率，占空比及信号的其他特征，以及为事件创建日志，主要是用来测量外部信号的频率。
输出比较：
定时器中计数寄存器在初始化完后会自动的计数。
从bottom计数到top。
并且有不同的工作模式。
另外还有个比较寄存器。
一旦计数寄存器在从bottom到top计数过程中与比较寄存器匹
配则会产生比较中断（比较中断使能的情况下）。
然后根据不同的工作模式计数寄存器将清零或者计数到
top值。
1、朋友，可以解释一下输入捕获的工作原理不？
很简单，当你设置的捕获开始的时候，cpu会将计数寄存器的值复制到捕获比较寄存器中并开始计数，当再次捕捉到电平变化时，这是计数寄存器中的值减去刚才复制的值就是这段电平的持续时间，你可以设置上升沿捕获、下降沿捕获、或者上升沿下降沿都捕获。
它没多大用处，最常用来测频率。
计数寄存器的初值，是自己写进去的吗?
是的，不过默认不要写入
我如果捕获上升沿，两个值相减，代表的时两个上升沿中间那段电平的时间。
对不?
是的
timerl有五个通道（对应五个10引脚），在同一时刻，只能捕获一个引脚的值，对不?
那是肯定的，通道很像ADC通道，是可以进行切换的。
那输出比较的原理你可以帮我介绍一下不？
这里有两个单元：
一个计数器单元和一个比较单元，比较单元就是个双缓冲寄存器，比较单元的值是可以根据不同的模式设置的，与此同时，计数器在不停的计数，并不停的与比较寄存器中的值进行比较，当计数器的值与比较寄存器的值相等的时候一个比较匹配就发生了，根据自己的设置，匹配了是io电平取反、变低、还是变高，就会产生不同的波形了。
比较单元的值是人为设进去的吧?
是的，但是他要根据你的控制寄存器的配置，来初始化你的比较匹配寄存器
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上面这个总看不懂，好像不不止你说的那几种情况：
“匹配了是io电平取反、变低、
还是变高，就会产生不同的波形了”
就是比较匹配了你要10电平怎么办？
是清0还是置1?
还是怎么样？
这样才能产生波
形啊要不然你要比较单元有什么用呢?
设置输出就是置1，清除输出就是置0,切换输出就是将原来的电平取反，对不?
是的你理解的很快
011:
计数器向上计数达到最大值时将引脚置1，达到0时，引脚电平置0，,对不?
序怎么写啊？
求高人指点
1、陪定时器1的功能为特殊功能，不是普通10在PERCFG这里
2、P1SEL引脚选择
3、P1DIR设为输出
4、T3CC0设置周期
5、T3CC1设置占空比
6、T3CCTL0设置通道0
7、T3CCTL1设置通道1
8、T3CTL设为模模式
9、用T3CTL打开即可
************以下是用定时器做频率源，用定时器测量该频率的应用程序！
！
***********
调试STM32的定时器好几天了，也算是对STM32的定时器有了点清楚的认识了。
我需要测量4路信号的频率然后通过DMA将信号的频率传输到存储器区域，手册说的很
明白每个定时器有4个独立通道。
然后我就想能不能将这4路信号都连接到一个定时器的4
个通道上去。
理论上应该是行的通的。
刚开始俺使用的是TIM2的123通道，TIM4的2
通道来进行频率的测量。
由于没有频率发生器，所以我用tim3作为信号源，用TIM2，TIM4
来进行测量就ok了（刚好4个通道了）。
请看一开始的程序，以TIM2的1，3通道为例子（2通道设置方法一样）
配置为输
TIM」ClnitStructure.TIM」CMode=TIM」CModeICAP;//
入捕获模式
TIM」ClnitStructure.TIM」CPolarity=TIM」CPolarityRising;//输入上升沿
捕获
TIM」CInitStructure.TIM」CSelection=TIM」CSelectionDirectTI;//通道方
向选择
TIM」ClnitStructure.TIM」CPrescaler=TIMICPSCDIV1;//每次检测
到捕获输入就触发一次捕获
TIM」ClnitStructure.TIM」CFilter=0x0;
//滤波
TIM」Clnit（TIM2,&TIM」ClnitStructure）;//TIM2
通道1配置完毕
TIM」CInitStructure.TIM」CMode=TIM」CModeICAP;//配置为输入捕获
模式
TIM」ClnitStructure.TIMChannel=TIMChannel3;//选择通道3
TIM」ClnitStructure.TIM」CPolarity=TIM」CPolarityRising;//输入上升沿
捕获
TIM」ClnitStructure.TIM」CSelection=TIM」CSelectionDirectTI;//
TIM」ClnitStructure.TIM」CPrescaler=TIMICPSCDIV1;//每次检测
到捕获输入就触发一次捕获
TIM」ClnitStructure.TIM」CFilter=0x0;//滤波
以上是输入捕获配置
还需要做的工作就是（参考stm32参考手册的TIM的结构框图）
TIMSelectInputTrigger（TIM2,TIMTSTI1FP1）;//参考TIM结构
图选择滤波后的TI1输入作为触发源，触发下面程序的复位
TIMSelectSlaveMode（TIM2,TIMSlaveModeReset）;//复位模式-选中
的触发输入（TRGI）的上升沿初始化计数器，并且产生一个更新线号
TIMSelectMasterSlaveMode（TIM2,TIMMasterSlaveModeEnable）;
//主从模式选择
这样我们就可以很轻松的就得到了连接在TIM2的通道1上的信号的频率，但是3
通道的频率的值永远都是跳动的不准，测试了半天也没有找到根本原因，请看TIM的结构
框图的一部分
ETRF
TRGC
RP—-|—
»inputFilter
—>TRC
Trigger
CcnTrolier
SlSvB
F.tade
Controller
Reset
EncoderInterface
红色箭头所指，这才找到原因，触发的信号源只有这四种，而通道3上的计数器
的值不可能在接受到信号的上升沿时候，有复位这个动作，找到原因了。
这就是3通道上
的数据不停跳动的原因，要想得到信号的频率也是有办法的，可以取连续两次捕捉的值之差,这个值就是信号的周期，自己根据实际情况去算频率吧。
有以上可以得到:
stm32的TIM2的四个通道可以同时配置成输入捕捉模式，但是计算CH3，CH4
言号的频率步骤有点繁琐（取前后捕捉的差值），但是他的CH1，和CH2可以轻松得到
//参考TIM结构
通道1
TIMSelectlnputTrigger（TIM2,TIMTSTI1FP1）;
图选择滤波后的TI1输入作为触发源，触发下面程序的复位
复位模式-选中
TIMSelectSlaveMode（TIM2,TIMSlaveModeReset）;//
的触发输入（TRGI）的上升沿初始化计数器，并且产生一个更新线号
TIMx->CRR1的值即为信号的周期
通道2:
TIM_SelectInputTrigger（TIM2,TIM_TS_TI2FP2）;//
参考TIM结构
图选择滤波后的TI1输入作为触发源，触发下面程序的复位
复位模式-选中
TIMSelectSlaveMode（TIM2,TIMSlaveModeReset）;//
的触发输入（TRGI）的上升沿初始化计数器，并且产生一个更新线号
TIMx->CRR2的值即为信号的周期
STM32的定时器外设功能强大得超出了想像力，STM32一共有8个都为
16位的定时器。
其中TIM6、TIM7是基本定时器；TIM2、TIM3、TIM4、TIM5
是通用定时器；TIM1和TIM8是高级定时器。
这些定时器使STM32具有定时、信号的频率测量、信号的PWM测量、PWM输出、三相6步电机控制及编码器
接口等功能，都是专门为工控领域量身订做的
基本定时器：
具备最基本的定时功能，下面是它的结构:
IL根据控制位的垃疋'
—在U韦件时传送饱皱载寄存器至实虹寄存崔
、4事件
中断和DMA输岀
我们来看看它的启动代码:
voidTIM2Configuration（void）
｛基本定时器TIM2的定时配置的结构体（包含定时器配置的所有元素例如：
TIM_Period=
计数值）
TIMTimeBaselnitTypeDefTIMTimeBaseStructure;
设置TIM2CLK为72MHZ（即TIM2外设挂在APB1上，把它的时钟打开。
）
RCCAPB1PeriphClockCmd（RCCAPB1PeriphTIM2’ENABLE）;
设置计数值位1000
TIMTimeBaseStructure.TIMPeriod=1000;
将TIM2CLK为72MHZ除以72=1MHZ为定时器的计数频率
TIMTimeBaseStructure.TIMPrescaler=71;
这个TIMClockDivision是设置时钟分割，这里不分割还是1MHZ的计数频率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
设置为向上计数模式；（计数模式有向上，向下，中央对齐1，中央对齐2，中央对齐3）
TIMTimeBaseStructure.TIMCounterMode=TIMCounterModeUp;
将配置好的设置放进stm32f10x-tim.c的库文件中
TIM_TimeBaseInit（TIM2,&TIM_TimeBaseStructure）;
清除标志位
TIMClearFlag（TIM2,TIMFLAGUpdate）;
使能TIM2中断
TIMITConfig（TIM2,TIMITUpdate,ENABLE）;
使能TIM2外设
TIMCmd（TIM2,ENABLE）;
通用定时器：
就比基本定时器复杂得多了。
除了基本的定时，它主要用在测量输入脉冲
的频率、脉冲宽与输出PWM脉冲的场合，还具有编码器的接口。
我们来详细讲解：
如何生成PWM脉冲通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出，在配置为比较输出、PWM输出功能时，捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能，下面把它简称为比较寄存器这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程：
若配置脉冲计数器TIMx_CNT
为向上计数，而重载寄存器TIMx_ARR（相当于库函数写法的TIM_Period的值
N）被配置为N，即TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动
下不断累加，当TIMx_CNT的数值X大于N时，会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。
而在TIMxCNT计数的同时，TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器TIMx_CCR
预先存储了的数值A进行比较，当脉冲计数器TIMx_CNT的数值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时，输出高电平（或低电平），相反地，当脉冲计数器
的数值X大于或等于比较寄存器的值A时，输出低电平（或高电平）
如此循环，得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值（N+1）
乘以触发脉冲的时钟周期，其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR的值A乘以
触发脉冲的时钟周期，即输出PWM的占空比为A/（N+1）
如果不想看的可以直接看我标注的红色字体，就大体可以理解。
F面我们来编写具体代码和讲解:
voidTIM3GPIOConfig（void）
｛配置TIM3复用输出PWM的10
GPIOInitTypeDefGPIO」nitStructure;
打开TIM3的时钟
RCCAPB1PeriphClockCmd（RCCAPB1PeriphTIM3,ENABLE）;
打开GPIOA和GPIOB的时钟
RCCAPB2PeriphClockCmd（RCCAPB2PeriphGPIOA|RCCAPB2PeriphGPI0B,
ENABLE）;
配置PA6.PA7的工作模式
GPIOInitStructure.GPIOPin=GPIOPin6|GPIOPin7;
GPIOInitStructure.GPIOMode=GPIOModeAFPP;
配置PB0.PB1的工作模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPI0_Pin_1;
GPIOInit（GPIOB,&GPIOInitStructure）;
voidTIM3ModeConfig（void）
TIMTimeBaselnitTypeDefTIMTimeBaseStructure;//初始化TIM3的时间基数单
TIMOCInitTypeDefTIMOCInitStructure;//初始化TIM3的外设
u16CCR1Val=500;
u16CCR2Val=375;
u16CCR3Val=250;
u16CCR4Val=125;〃PWM信号电平跳变值（即计数到这个数值以后都是低电平之前都是高电平）
TIM3的时间基数单位设置（如计数终止值：
999,从0开始；计数方式：
向上计数）
TIMTimeBaseStructure.TIMPeriod=999;
TIMTimeBaseStructure.TIMPrescaler=0;
TIMTimeBaseStructure.TIMCounterMode=TIMCounterModeUp;
TIM3的外设的设置
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//TIM脉冲宽度调制模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//这个暂时不知道，stm32固件库里没有搜到。
应该是定时器输出声明使能的意思
TIMOCInitStructure.TIMPulse=CCR1Val;//设置了待装入捕获比较寄存器的脉冲
TIMOCInitStructure.TIMOCPolarity=TIMOCPolarityHigh;//TIM输出比较极性高
TIMOC1Init（TIM3,&TIMOCInitStructure）;
TIM_OC1PreloadConfig（TIM3,TIM_OCPreload_Enable）;//使能或者失能TIMx在
CCR1上的预装载寄存器
F面3路PWM输出和上面的一样不再解说
TIMOCInitStructure.TIMOutputState=TIMOutputStateEnable;
TIMOCInitStructure.TIMPulse=CCR2Val;
TIMOC2Init（TIM3，&TIMOCInitStructure）;
TIMOC2PreloadConfig（TIM3,TIMOCPreloadEnable）;
TIMOCInitStructure.TIMOutputState=TIMOutputStateEnable;
TIM_OC3PreloadConfig（TIM3,TIM_OCPreload_Enable）;
TIMOCInitStructure.TIMOutputState=TIMOutputStateEnable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR4_Val;
TIM_OC4Init（TIM3，&TIM_OCInitStructure）;
TIMOC4PreloadConfig（TIM3,TIMOCPreloadEnable）;
TIMARRPreloadConfig（TIM3,ENABLE）;//使能TIM3重载寄存器ARR
TIMCmd（TIM3,ENABLE）;//使能TIM3
审太累了边看边写都这个点了2014年7月27日0:
24:
13在自己床上写的。
下
面是看看我们程序达到的4路PWM的效果：
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可以看到明显占空比不同的4路pwm波。
这一节终于讲完，个人觉得敲一遍代码学起来还是蛮容易懂的。
希望看到的人也能搞懂。
最后补充一点pwm具体能干什么？
特别是对广大电子DIY爱好者的应用:
智能小车的电机控制：
我们可以利用pwm来控制我们的智能小车的车速;
机器人：
给“机器人关节”舵机周期一定（我以前玩过具体多少毫秒忘记了）
pwm波就可以控制舵机的转动角度了；
呼吸灯：
输入不同的pwm波就可以达到明暗渐明渐暗的
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