運(yùn)用通用定時(shí)器測(cè)量輸入脈沖寬度

隨著生活水平的提高，定時(shí)器的用途也越來越廣泛。比如對(duì)開水機(jī)、熱水器的定時(shí)控制，現(xiàn)在有了大功率定時(shí)器，定時(shí)開機(jī)、定時(shí)關(guān)機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、安全、健康的使用。

一、硬件設(shè)計(jì)

選用通用定時(shí)器TIM5的CH1,其輸入管腳為PA0，在開發(fā)板上PA0連接按鍵，當(dāng)按鍵按下輸入高電平，按鍵松開輸入低電平，實(shí)驗(yàn)測(cè)量高電平的脈沖寬度。

二、軟件設(shè)計(jì)

1. 配置中斷向量表的優(yōu)先級(jí)

因只使用一個(gè)中斷 TIM5_IRQn，搶占優(yōu)先級(jí)與子優(yōu)先級(jí)可隨意配置。

代碼如下：

static void General_NVIC_Config(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig (NVIC_PriorityGroup_0);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GENERAL_TIM_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

2. GPIO配置

PA0配置為浮空輸入模式。

static void General_GPIO_Gonfig(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CH1_GPIO_CLK , ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GENERAL_TIM_CH1_PIN;

GPIO_Init(GENERAL_TIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

3. 定時(shí)器模式配置，其中包含時(shí)基結(jié)構(gòu)體、輸入捕獲結(jié)構(gòu)體的初始化以及中斷的開啟。

static void GeneralTim_Config(void)

{

// 開啟定時(shí)器時(shí)鐘,即內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT=72M

GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);

/*--------------------時(shí)基結(jié)構(gòu)體初始化-------------------------*/

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

// 自動(dòng)重裝載寄存器的值，累計(jì)TIM_Period+1個(gè)頻率后產(chǎn)生一個(gè)更新或者中斷

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_PERIOD;

// 驅(qū)動(dòng)CNT計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘 = Fck_int/(psc+1)

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_PSC;

// 時(shí)鐘分頻因子 ，配置死區(qū)時(shí)間時(shí)需要用到

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

// 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)模式，設(shè)置為向上計(jì)數(shù)

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;

// 重復(fù)計(jì)數(shù)器的值，沒用到不用管

TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;

// 初始化定時(shí)器

TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);

/*--------------------輸入捕獲結(jié)構(gòu)體初始化-------------------*/

TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

// 配置輸入捕獲的通道，需要根據(jù)具體的GPIO來配置

TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = GENERAL_TIM_CHANNEL_x;

// 輸入捕獲信號(hào)的極性配置

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = GENERAL_TIM_STRAT_ICPolarity;

// 輸入通道和捕獲通道的映射關(guān)系，有直連和非直連兩種

TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;

// 輸入的需要被捕獲的信號(hào)的分頻系數(shù)

TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

// 輸入的需要被捕獲的信號(hào)的濾波系數(shù)

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0;

// 定時(shí)器輸入捕獲初始化

TIM_ICInit(GENERAL_TIM, &TIM_ICInitStructure);

// 清除更新和捕獲中斷標(biāo)志位

TIM_ClearFlag(GENERAL_TIM, TIM_FLAG_Update|GENERAL_TIM_IT_CCx);

// 開啟更新和捕獲中斷

TIM_ITConfig (GENERAL_TIM, TIM_IT_Update | GENERAL_TIM_IT_CCx, ENABLE );

// 使能計(jì)數(shù)器

TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);

}

4. 輸入捕獲初始化函數(shù)

void GeneralTim_Init(void)

{

General_NVIC_Config();

General_GPIO_Gonfig();

GeneralTim_Config();

}

5. 中斷函數(shù)

首先判斷定時(shí)器是否溢出定時(shí)周期，并做處理。然后上升沿捕獲時(shí)將計(jì)數(shù)器寄存器的值清零，中斷改為下降沿觸發(fā)。下降沿捕獲中斷時(shí)，讀取計(jì)數(shù)值，改為上升沿觸發(fā)，開始捕獲標(biāo)識(shí)清零，結(jié)束捕獲置1，。。。。。。。。

void GENERAL_TIM_INT_FUN(void)

{

// 當(dāng)要被捕獲的信號(hào)的周期大于定時(shí)器的最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)，定時(shí)器就會(huì)溢出，產(chǎn)生更新中斷

// 這個(gè)時(shí)候我們需要把這個(gè)最長(zhǎng)的定時(shí)周期加到捕獲信號(hào)的時(shí)間里面去

if ( TIM_GetITStatus ( GENERAL_TIM, TIM_IT_Update) != RESET )

{

TIM_ICUserValueStructure.Capture_Period ++;

TIM_ClearITPendingBit ( GENERAL_TIM, TIM_FLAG_Update );

}

// 上升沿捕獲中斷

if ( TIM_GetITStatus (GENERAL_TIM, GENERAL_TIM_IT_CCx ) != RESET)

{

// 第一次捕獲

if ( TIM_ICUserValueStructure.Capture_StartFlag == 0 )

{

// 計(jì)數(shù)器清0

TIM_SetCounter ( GENERAL_TIM, 0 );

// 自動(dòng)重裝載寄存器更新標(biāo)志清0

TIM_ICUserValueStructure.Capture_Period = 0;

// 存捕獲比較寄存器的值的變量的值清0

TIM_ICUserValueStructure.Capture_CcrValue = 0;

// 當(dāng)?shù)谝淮尾东@到上升沿之后，就把捕獲邊沿配置為下降沿

GENERAL_TIM_OCxPolarityConfig_FUN(GENERAL_TIM, TIM_ICPolarity_Falling);

// 開始捕獲標(biāo)準(zhǔn)置1

TIM_ICUserValueStructure.Capture_StartFlag = 1;

}

// 下降沿捕獲中斷

else // 第二次捕獲

{

// 獲取捕獲比較寄存器的值，這個(gè)值就是捕獲到的高電平的時(shí)間的值

TIM_ICUserValueStructure.Capture_CcrValue =

GENERAL_TIM_GetCapturex_FUN (GENERAL_TIM);

// 當(dāng)?shù)诙尾东@到下降沿之后，就把捕獲邊沿配置為上升沿，好開啟新的一輪捕獲

GENERAL_TIM_OCxPolarityConfig_FUN(GENERAL_TIM, TIM_ICPolarity_Rising);

// 開始捕獲標(biāo)志清0

TIM_ICUserValueStructure.Capture_StartFlag = 0;

// 捕獲完成標(biāo)志置1

TIM_ICUserValueStructure.Capture_FinishFlag = 1;

}

TIM_ClearITPendingBit (GENERAL_TIM,GENERAL_TIM_IT_CCx);

}

}

6. 主函數(shù)，計(jì)算脈沖寬度利用串口輸出

int main()

{

uint32_t time;

// TIM 計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘

float TIM_PscCLK = 72000000.0 / (GENERAL_TIM_PSC+1);

USART_Config();

GeneralTim_Init();

printf("rn ----輸入捕獲測(cè)量脈寬實(shí)驗(yàn)----rn");

while(1)

{

if(TIM_ICUserValueStructure.Capture_FinishFlag == 1)

{

time = (TIM_ICUserValueStructure.Capture_Period * (GENERAL_TIM_PERIOD + 1)

+ TIM_ICUserValueStructure.Capture_CcrValue + 1);

printf("t=%fn",time/TIM_PscCLK);

TIM_ICUserValueStructure.Capture_FinishFlag = 0;

}

}

}

7. 相關(guān)宏定義

#define GENERAL_TIM TIM5

#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd

#define GENERAL_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM5

#define GENERAL_TIM_PERIOD 0XFFFF

#define GENERAL_TIM_PSC (72-1)

// TIM 輸入捕獲通道GPIO相關(guān)宏定義

#define