stm32 - 中断/定时器

概念
- 时钟树
- 定时器类型
- 基准时钟（系统时钟）
- 预分频器 - 时基单元
- CNT计数器 - 时基单元
- 自动重装寄存器 - 时基单元
- 基本定时器结构
- 通用定时器
- - 计数器模式
  - 内外时钟源选择
- 定时中断基本结构
- 时序
- - 预分频器时序
  - 计数器时序
例子
- 通用定时器 - 内部定时中断
- 通用定时器 - 外部时钟定时中断
定时器 - 输出捕获
- PWM
- 输出比较通道 - 通用定时器
- 例子 - 呼吸灯
- 例子 - 呼吸灯-端口重映射
- 例子 - 控制舵机 / 连续舵机有问题？？？
输入捕获
- 输入捕获基本电路
- 主从触发模式
- 输入捕获基本结构/PWMI输入捕获结构
- 例子 - 输入捕获频率
- 例子 - 输入捕获频率/占空比

概念

时钟树

https://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?p=13&vd_source=7155082256127a432d5ed516a6423e20

执行main函数之前，程序中主函数还会执行一个systeminit函数，这个函数就是用来配置时钟树的

SYSCLK是系统时钟72MHZ
震荡源：内部震荡源RC振荡器8MHZ，外部震荡源：4~16MHZ（石英晶振）,…
图中与门就是RCC_xxx函数打开时钟

在这里插入图片描述

定时器类型

高级定时器：TIM1,TIM8 -> APB2总线，
通用定时器：TIM2,TIM3,TIM4,TIM5 -> APB1总线，
基本定时器：TIM6,TIM7 -> APB1总线，

针对STM32C8T6：TIM1,TIM2,TIM3,TIM4

基准时钟（系统时钟）

stm32主频72MHZ
RCC_TIMxCLK（主频）-> 内部时钟CK_INT(基本计数时钟) ->控制器 -> CK_PSC ->时基单元
因此，通向时基单元的计数基准频率是72MHZ

预分频器 - 时基单元

对输入的基准频率提前进行一个分频的操作

对72MHZ的计数时钟进行预分频
预分频器=0，不分频：输出频率=输入频率=72MHZ
预分频器=1，2分频：输出频率=输入频率/2=36MHZ
预分频器=11 ，12分频：输出频率=输入频率/12=6MHZ

预分频器是16位，最大可以写65535个数，最大是65535+1=65536分频；输出频率=输入频率/65536=1.0986328125KHZ

CNT计数器 - 时基单元

对预分频后的计数时钟进行计数，计数时钟每来一个上升沿，计数器值+1
CNT计数器是16位的，最多计0~65535的数值，再+1就从0开始计数

实际定时中断，应该是计数器达到目标值时，产生中断

自动重装寄存器 - 时基单元

存储计数目标的寄存器
自动重装寄存器是16位的，是写入的固定值，当计数器的计数值达到自动重装寄存器的值的时候，表明定时时间到，产生中断信号，并清零计数器开始下一次从0开始计数

计数器值=自动重装寄存器的值（也叫更新中断），产生中断，产生中断后通往NVIC，再配置号NVIC定时器的通道，执行中断服务

基本定时器结构

在这里插入图片描述

通用定时器

计数器模式

向上计数模式：基本定时器只有这一个功能
向下计数模式：通用计时器
中央对齐模式：通用计时器

向下计数模式

从自定义的自动重装值开始，向下自减，减到0后重新回到自动重装值开始计数

中央对齐模式

0-> 自增 -> 自动重装值 -> 自减 -> 0

内外时钟源选择

对于基本定时器，只能选择内部时钟进行定时，即系统频72MHZ
对于通用定时器，即能选择内部时钟72MHZ，也能选择外部时钟

在这里插入图片描述

外部时钟

TIMx_ETR引脚上的外部时钟（查看引脚定义图）
在引脚上接一个外部的方波时钟，然后配置内部的电路

定时中断基本结构

在这里插入图片描述

时序

预分频器时序

在这里插入图片描述

计数器时序

例子

通用定时器 - 内部定时中断

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "timer.h"extern uint16_t timer2_num;int main()
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"helloworld");Timer_Init();while (1) {OLED_ShowNum(2,1,timer2_num,5);}
}

timer.h

#ifndef __TIMER_H__
#define __TIMER_H__
#include "stm32f10x.h"
void Timer_Init();
#endif

timer.c

#include "timer.h"uint16_t timer2_num;
void Timer_Init()
{// RCC时钟 系统基准时钟，和外设工作时钟// 通用定时器TIM2是挂载在APB1上的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); // 时钟树种的与门结构// 时基单元时钟源// 选择内部时钟TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;/* 这里定时为1s=1/1HZ; 分频后72MHZ/((7200-1)+1)=10000HZ=10KHZ; 1/10000s记一次数， */TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;					// PSC预分频器的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000-1;					// ARR自动重装器的值  0~65535TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  	// 计数模式，向上计数 /*- TIM_ClockDivision 与时基单元关系不大，时钟分频 不等于 预分频器 - 外部时钟输入，输入引脚后接一个滤波器，滤波器可以过滤信号的抖动干扰 - 在一个固定的时钟频率f下进行采样，如果连续N个采样点都为相同的频率，就代表输入信号稳定，就把这个采样值输出出去 - 如果n个采样点采样值不尽相同，说明信号有抖动，就保持上一次的输出，或者直接输出其他默认的电平 - f和N为滤波器的参数，频率f越低???，采样点数越多，滤波效果越好，但是会导致信号延迟越大- 这个频率f可以由内部时钟而来，也可以是内部时钟分频而来，即TIM_ClockDivision确定-  TIM_CKD_DIV1不分频，x2为2分频，x4为4分频*/TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;  // 重复计数器的值，与高级定时器相关 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);/*预分频器有影子寄存器（缓冲寄存器），写入的值只有在触发更新事件时，才会真正起作用在定时计数溢出之后，伴随产生更新事件，更新事件触发后，会将写入预装载的值加载到对应的影子寄存器中自动重装寄存器->对应的影子寄存器；预分频器->对应的影子寄存器针对ARR的ARPE位用于控制ARR自动重载寄存器是否具有缓冲作用，如果具有缓冲作用，只有当等到更新事件触发后，才会写入影子寄存器并生效如果不具有缓冲作用，那么立即写入影子寄存器并生效*/ /*从源码可知，为了防止初始化完成立即进入中断，使得中断标志位置1，这里手动清理标志位，避免进入中断*/TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);	// 配置中断输出控制，使能中断，开启更新中断（而不是更新事件）TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);  // 中断到NVIC的通路// 配置NVIC,打开定时器中断的通道，分配优先级NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;		// 中断输出通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;	// 抢占优先级(在抢占中断中)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;		// 响应优先级 (在响应中断中)NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// 启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}void TIM2_IRQHandler() // 更新中断服务
{if (TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET) // 判断中断标志位{// 清楚中断标志位TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);timer2_num++;}
}

通用定时器 - 外部时钟定时中断

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "timer.h"extern uint16_t timer2_num;int main()
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"helloworld");Timer_Init();while (1) {OLED_ShowNum(2,1,timer2_num,5);OLED_ShowNum(3,1,Timer_GetCounter(),5);}
}

timer.h

#ifndef __TIMER_H__
#define __TIMER_H__
#include "stm32f10x.h"
void Timer_Init();
uint16_t Timer_GetCounter();
#endif

timer.c

#include "timer.h"uint16_t timer2_num;
void Timer_Init()
{// RCC时钟 系统基准时钟，和外设工作时钟// 通用定时器TIM2是挂载在APB1上的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);// 时基单元时钟源// TIM_InternalClockConfig(TIM2); // 选择内部时钟// 不需要外部触发预分频器// 外部时钟触发的极性: 反向：低电平或下降沿有效；不反向：高电平或上升沿有效// 外部时钟触发滤波器：0x00~0xFF ，这个值决定外部计数的滤波器的频率f和采样点n，见手册有对应的关系； 这里暂时不用滤波器TIM_ETRClockMode2Config(TIM2,TIM_ExtTRGPSC_OFF,TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted,0x00); // 外部时钟模式2// 外设时钟，需要使用GPIO// 初始化APB2外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 配置GPIO - ODR/CLRGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			// 配置结构体GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; 	// GPIO_Mode_IPU 上拉输入，因为是外部时钟方波输入，所以是输入模式	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;		// GPIOA的PA0号引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; // 50MHZ GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); 			// A0推挽输出// 配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=1-1;					// PSC预分频器的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10-1;						// ARR自动重装器的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  	// 计数模式，向上计数    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		// 关系不大，时钟分频    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;  // 重复计数器的值，与高级定时器相关 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);/*预分频器有影子寄存器（缓冲寄存器），写入的值只有在触发更新事件时，才会真正起作用在定时计数溢出之后，伴随产生更新事件，更新事件触发后，会将写入预装载的值加载到对应的影子寄存器中自动重装寄存器->对应的影子寄存器；预分频器->对应的影子寄存器针对ARR的ARPE位用于控制ARR自动重载寄存器是否具有缓冲作用，如果具有缓冲作用，只有当等到更新事件触发后，才会写入影子寄存器并生效如果不具有缓冲作用，那么立即写入影子寄存器并生效*/ /*从源码可知，为了防止初始化完成立即进入中断，使得中断标志位置1，这里手动清理标志位，避免进入中断*/TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);// 配置中断输出控制，使能中断TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);  // 中断到NVIC的通路// 配置NVIC,打开定时器中断的通道，分配优先级NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;		// 中断输出通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;	// 抢占优先级(在抢占中断中)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;		// 响应优先级 (在响应中断中)NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// 启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}uint16_t Timer_GetCounter()
{return TIM_GetCounter(TIM2); // 中断后自动归零
}void TIM2_IRQHandler()
{if (TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET) // 判断中断标志位{// 清楚中断标志位TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);timer2_num++;}
}

定时器 - 输出捕获

输出比较可以通过比较CNT和CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、0或翻转的操作用于输出一定频率和占空比的PWM波形
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道
CCR是给定的值

PWM

https://www.bilibili.com/video/BV1Mb411e7re?p=33&vd_source=7155082256127a432d5ed516a6423e20

注意：输出PWM不需要中断申请

脉冲宽度调制
使用PWM波形实现模拟信号的输出

频率越快，等效模拟的信号越平稳，但是性能开销越大
占空比：T_on/T_s：高电平/整个周期的时间比例
占空比决定了PWM等效出的模拟电压的大小
占空比越大，等效的模拟电压越趋近与高电平，反之亦然
分辨率：占空比变化步距

输出比较通道 - 通用定时器

oc1ref是一个参考信号电平

注意：输出PWM不需要中断申请

在这里插入图片描述

PWM频率：等于计数器的更新频率

例子 - 呼吸灯

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "key.h"
#include "Buzzer.h"
#include "PhotoSensor.h"
#include "OLED.h"
#include "infrCountSensor.h"
#include "encoder.h"
#include "timer.h"
#include "PWM.h"static uint16_t pwmCompare1Num=0;
int main()
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"helloworld");PWM_Init();while (1) {for (uint16_t i=0;i<=100;i++){PWM_SetCompare1(i);Delay_ms(10);}for (uint16_t i=0;i<=100;i++){PWM_SetCompare1(100-i);Delay_ms(10);}}
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void PWM_Init();
void PWM_SetCompare1(uint16_t compare);
#endif

PWM.c

#include "PWM.h"void PWM_Init()
{// RCC时钟 系统基准时钟，和外设工作时钟// 通用定时器TIM2是挂载在APB1上的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);// 时基单元时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2); // 选择内部时钟// 外设时钟，需要使用GPIO// 初始化APB2外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 配置GPIO - ODR/CLR// 注意针脚GPIO复用和重映射的问题，见手册针脚定义GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			// 配置结构体/*对于普通的开漏和推挽输出，引脚的控制权是来自输出数据寄存器的如果想让定时器控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出的模式，使得输出输出寄存器断开，输出控制权转移到片上外设 这里是TIM2_CH1通道 */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; 	// 	GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;		// GPIOA的PA0号引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; // 50MHZ GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); 			// A0推挽输出// 配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=100-1;					// PSC预分频器的值 // 72MHZ/((100-1)+1)=720KHZTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=720-1;						// ARR自动重装器的值  // 720*(1/720KHZ)=1/1KHZ=1msTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  	// 计数模式，向上计数    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		// 关系不大，时钟分频    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;  // 重复计数器的值，与高级定时器相关 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);// 无需配置中断相关内容// 无需 配置中断输出控制，使能中断// 无需 配置NVIC,打开定时器中断的通道，分配优先级// 配置输出比较单元// TIM_OCxInit output compare 输出比较模块// 配置好之后，就可以在TIM_OC1通道上输出PWM波形，然后借用GPIO口进行输出 ，TIM2_CH1_ETR引脚和PA0引脚复用，见引脚定义手册TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct); 						// 默认初始值TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;    			// 设置输出比较的模式，一共8个模式  TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;   	// 设置输出使能，输出控制器TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=0;      							// 设置CCR   0~0xFFFF，这里频率1kHZ,占空比50%,1%的分辨率 TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;    	// 设置输出比较的极性，这里REF有效电平为高电平(这里应该不是对应REF的极性选择器)TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);// 启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);  
}void PWM_SetCompare1(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2,compare);
}

例子 - 呼吸灯-端口重映射

PWM.c

PA0重映射到PA15

#include "PWM.h"void PWM_Init()
{// RCC时钟 系统基准时钟，和外设工作时钟// 通用定时器TIM2是挂载在APB1上的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);// 时基单元时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2); // 选择内部时钟// 外设时钟，需要使用GPIO// 初始化APB2外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 配置AFIO 实现引脚重映射RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE); 	// 见手册，部分重映射GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE); // 恢复PA15的正常GPIO端口功能，因为// 配置GPIO - ODR/CLR// 注意针脚GPIO复用和重映射的问题，见手册针脚定义GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			// 配置结构体/*对于普通的开漏和推挽输出，引脚的控制权是来自输出数据寄存器的如果想让定时器控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出的模式，使得输出输出寄存器断开，输出控制权转移到片上外设 这里是TIM2_CH1通道 */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; 	// 	GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_15;		// GPIOA的PA15号引脚,重映射之后需要使用PA15的端口GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; // 50MHZ GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); 			// A0推挽输出// 配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=720-1;					// PSC预分频器的值 // 72MHZ/((720-1)+1)=100KHZTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=100-1;						// ARR自动重装器的值  // 100*(1/100KHZ)=1/1KHZ=1msTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  	// 计数模式，向上计数    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		// 关系不大，时钟分频    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;  // 重复计数器的值，与高级定时器相关 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);// 无需配置中断相关内容// 无需 配置中断输出控制，使能中断// 无需 配置NVIC,打开定时器中断的通道，分配优先级// 配置输出比较单元// TIM_OCxInit output compare 输出比较模块// 配置好之后，就可以在TIM_OC1通道上输出PWM波形，然后借用GPIO口进行输出 ，TIM2_CH1_ETR引脚和PA0引脚复用，见引脚定义手册TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct); 						// 默认初始值TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;    			// 设置输出比较的模式，一共8个模式  TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;   	// 设置输出使能，输出控制器TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=0;      							// 设置CCR   0~0xFFFF，这里频率1kHZ,占空比50%,1%的分辨率 TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;    	// 设置输出比较的极性，这里REF有效电平为高电平(这里应该不是对应REF的极性选择器)TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);// 启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);  
}void PWM_SetCompare1(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2,compare);
}

例子 - 控制舵机 / 连续舵机有问题？？？

按键控制舵机角度

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "key.h"
#include "Buzzer.h"
#include "PhotoSensor.h"
#include "OLED.h"
#include "infrCountSensor.h"
#include "encoder.h"
#include "timer.h"
#include "PWM.h"
#include "servo.h"static uint16_t pwmCompare1Num=0;
uint8_t keyNum;
float ServoAngle;
int main()
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"helloworld");Servo_Init();Key_Init();while (1) {	uint8_t keyNum=key_getNum();if (keyNum==12){ServoAngle+=30;}if (ServoAngle>180){ServoAngle=0;}Servo_SetAngle(ServoAngle);}
}

servo.h

#ifndef __SERVO_H__
#define __SERVO_H__
#include "PWM.h"
void Servo_Init();
void Servo_SetAngle(float angle);
#endif

servo.c

#include "servo.h"void Servo_Init()
{PWM_Init();
}void Servo_SetAngle(float angle)
{/*0->500;180->2500;*/uint16_t angleScaled=(float)(angle/180)*2000+500;PWM_SetCompare2(angleScaled);
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void PWM_Init();
void PWM_SetCompare1(uint16_t compare);
void PWM_SetCompare2(uint16_t compare);
#endif

PWM.c

使用通道2

#include "PWM.h"void PWM_Init()
{// RCC时钟 系统基准时钟，和外设工作时钟// 通用定时器TIM2是挂载在APB1上的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);// 时基单元时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2); // 选择内部时钟// 外设时钟，需要使用GPIO// 初始化APB2外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 配置GPIO - ODR/CLR// 注意针脚GPIO复用和重映射的问题，见手册针脚定义GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			// 配置结构体/*对于普通的开漏和推挽输出，引脚的控制权是来自输出数据寄存器的如果想让定时器控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出的模式，使得输出输出寄存器断开，输出控制权转移到片上外设 这里是TIM2_CH2通道 */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; 	// 	GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_1;		// GPIOA的PA1号引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; // 50MHZ GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); 			// A0推挽输出// 配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=72-1;					// PSC预分频器的值 // 72MHZ/((72-1)+1)=1000KHZ=1MHZTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=20000-1;					// ARR自动重装器的值  // 20k*(1/1MHZ)=2/100HZ=20ms,舵机的周期要求20msTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  	// 计数模式，向上计数    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		// 关系不大，时钟分频    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;  // 重复计数器的值，与高级定时器相关 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);// 无需配置中断相关内容// 无需 配置中断输出控制，使能中断// 无需 配置NVIC,打开定时器中断的通道，分配优先级// 配置输出比较单元// TIM_OCxInit output compare 输出比较模块// 配置好之后，就可以在TIM_OC2通道上输出PWM波形，然后借用GPIO口进行输出 ，TIM2_CH2引脚和PA1引脚复用，见引脚定义手册TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct); 						// 默认初始值TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;    			// 设置输出比较的模式，一共8个模式  TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;   	// 设置输出使能，输出控制器TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=0;      							// 设置CCR   0~0xFFFF，这里频率1kHZ,占空比50%,1%的分辨率 TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;    	// 设置输出比较的极性，这里REF有效电平为高电平(这里应该不是对应REF的极性选择器)TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);/* 不同通道共用一个时基单元，所以频率必须是一样的但是占空比可以由各自的CCR决定各个通道，相位是同步的*/// TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct); 同时初始化，可以同时输出两个PWM波形// 启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);  
}void PWM_SetCompare1(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2,compare);
}void PWM_SetCompare2(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare2(TIM2,compare);
}

key.c

#include "stm32f10x.h"
#include "key.h"
#include "Delay.h"void Key_Init()
{// 初始化APB2外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 配置GPIO - ODR/CLRGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			// 配置结构体GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; 	// GPIO_Mode_IPU 上拉输入 - 根据原理图（内部 上拉输入配置）GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13;			// GPIOB的12,13号引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; // 50MHZ 仅与输入有关GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); 			// B0推挽输出
}uint8_t key_getNum()
{uint8_t keyNum=0;/** GPIO_ReadInputDataBit 读取输入数据寄存器某一端口（引脚）的输入值，高低电平* GPIO_ReadInputData   读取整个输入数据寄存器* GPIO_ReadOutputDataBit 读取输出数据寄存器某一个位，输出模式下，用来看一下自己输出的是什么* GPIO_ReadOutputData 读取整个输出数据寄存器*/ // 输入数据if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==0){Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==0);Delay_ms(20);keyNum=12;}if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==0){Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==0);Delay_ms(20);keyNum=13;}return keyNum;
}

输入捕获

https://www.bilibili.com/video/BV1zg411n7HX/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=7155082256127a432d5ed516a6423e20
https://www.bilibili.com/video/BV17W4y1u7cN?p=11&vd_source=7155082256127a432d5ed516a6423e20 - 正点原子

注意：输入捕获和输出比较功能，同时只能使用一个
输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时（上升沿或下降沿），当前CNT的值被锁存在CCR中，可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数
通用和高级定时器都拥有4个输入捕获通道
可配置PWMI模式，同时测量频率和占空比

输入捕获基本电路

在这里插入图片描述

主从触发模式

在这里插入图片描述

输入捕获基本结构/PWMI输入捕获结构

在这里插入图片描述

例子 - 输入捕获频率

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "timer.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"int main()
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"helloworld");OLED_ShowString(2,1,"Freq");PWM_Init();IC_Init();PWM_SetPrescaler(7200-1); 	// Freq=72M/(PSC+1)/(ARR+1) ARR=100-1PWM_SetCompare1(50); 		// Duty=CCR/(ARR+1) ARR=100-1	while (1) {	OLED_ShowNum(2,6,IC_GetReq(),6);}
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void PWM_Init();
void PWM_SetCompare1(uint16_t compare);
void PWM_SetCompare2(uint16_t compare);
void PWM_SetCompare3(uint16_t compare);
void PWM_SetPrescaler(uint16_t prescaler); // 仅通过调节PSC来调节频率
#endif

PWM.c

#include "PWM.h"void PWM_Init()
{// RCC时钟 系统基准时钟，和外设工作时钟// 通用定时器TIM2是挂载在APB1上的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);// 时基单元时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2); // 选择内部时钟// 外设时钟，需要使用GPIO// 初始化APB2外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 配置GPIO - ODR/CLR// 注意针脚GPIO复用和重映射的问题，见手册针脚定义GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			// 配置结构体/*对于普通的开漏和推挽输出，引脚的控制权是来自输出数据寄存器的如果想让定时器控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出的模式，使得输出输出寄存器断开，输出控制权转移到片上外设 这里是TIM2_CH3通道 */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; 	// 	GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;		// GPIOA的PA0号引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; // 50MHZ GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); 			// A0推挽输出// 配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=720 -1;					// PSC预分频器的值 // 72MHZ/((72-1)+1)=1000KHZ=1MHZTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=100-1;						// ARR自动重装器的值  // 20k*(1/1MHZ)=2/100HZ=20ms,舵机的周期要求20msTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  	// 计数模式，向上计数    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		// 关系不大，时钟分频    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;  			// 重复计数器的值，与高级定时器相关 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);// 无需配置中断相关内容// 无需 配置中断输出控制，使能中断// 无需 配置NVIC,打开定时器中断的通道，分配优先级// 配置输出比较单元// TIM_OCxInit output compare 输出比较模块// 配置好之后，就可以在TIM_OC2通道上输出PWM波形，然后借用GPIO口进行输出 ，TIM2_CH2引脚和PA1引脚复用，见引脚定义手册TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct); 						// 默认初始值TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;    			// 设置输出比较的模式，一共8个模式  TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;   	// 设置输出使能，输出控制器TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=0;      							// 设置CCR   0~0xFFFF，这里频率1kHZ,占空比50%,1%的分辨率 TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;    	// 设置输出比较的极性，这里REF有效电平为高电平(这里应该不是对应REF的极性选择器)TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);/* 不同通道共用一个时基单元，所以频率必须是一样的但是占空比可以由各自的CCR决定各个通道，相位是同步的*/// TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct); 同时初始化，可以同时输出两个PWM波形// 启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);  
}void PWM_SetCompare1(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2,compare);
}void PWM_SetCompare2(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare2(TIM2,compare);
}void PWM_SetCompare3(uint16_t compare)
{TIM_SetCompare3(TIM2,compare);
}void PWM_SetPrescaler(uint16_t prescaler)  // 仅通过调节PSC来调节频率
{TIM_PrescalerConfig(TIM2,prescaler, TIM_PSCReloadMode_Update);
}

IC.h

#ifndef __IC_H__
#define __IC_H__
#include "PWM.h"
#include "stm32f10x.h"void IC_Init();
uint32_t IC_GetReq();#endif

IC.c

#include "IC.h"void IC_Init()
{// 配置GPIO,及其时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);  // 配置TIM，及其时钟,RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); // TIM2负责输出PWM，因此不能同时在使用输入捕获功能// 这里使用TIM3// 配置时基单元，内部时钟TIM_InternalClockConfig(TIM3);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72-1; // PSC，使得标准频率为1MHZTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65536-1; // ARRTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);// 配置输入捕获单元: 滤波器、边沿检测、极性选择、直连/交叉通道 分频器TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1; TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising; 		// 极性选择，选择上升沿触发 TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;  // 触发信号从哪个引脚输入，可以选择直连通道或交叉通道TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; 			// 分频器，不分频就是每次触发都有效，2分频就是每隔一次有效一次TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;					 		// 设置滤波器，滤除高频噪声，不会影响原信号的频率TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStruct);// 配置从模式，及其触发源// 设置从模式，输入触发源// 有信号触发之后，在从模式下CNT就会自动清零 TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1); // 选择触发源，一共8个触发源// 设置从模式执行的操作TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset); // 设置从模式要执行的动作// 开启定时器TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}uint32_t IC_GetReq()
{return 1*1000*1000/TIM_GetCapture1(TIM3); // xHZ
}

例子 - 输入捕获频率/占空比

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "OLED.h"
#include "timer.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"int main()
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"helloworld");OLED_ShowString(2,1,"Freq: ");OLED_ShowString(3,1,"Duty: ");PWM_Init();IC_Init();PWM_SetPrescaler(7200-1); 	// Freq=72M/(PSC+1)/(ARR+1) ARR=100-1PWM_SetCompare1(80); 		// Duty=CCR/(ARR+1) ARR=100-1	while (1) {	OLED_ShowNum(2,6,IC_GetReq(),6);OLED_ShowNum(3,6,IC_GetDuty(),2);}
}

PWM.c/PWM.h 见上个例子没改动

IC.h

#ifndef __IC_H__
#define __IC_H__
#include "PWM.h"
#include "stm32f10x.h"void IC_Init();
uint32_t IC_GetReq();
uint32_t IC_GetDuty();
#endif

IC.c

#include "IC.h"void IC_Init()
{// 配置GPIO,及其时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);  // 配置TIM，及其时钟,RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); // TIM2负责输出PWM，因此不能同时在使用输入捕获功能// 这里使用TIM3// 配置时基单元，内部时钟TIM_InternalClockConfig(TIM3);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72-1; // PSC，使得标准频率为1MHZTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65536-1; // ARRTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);// 配置输入捕获单元: 滤波器、边沿检测、极性选择、直连/交叉通道 分频器TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1; TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising; 		// 极性选择，选择上升沿触发 TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;  // 触发信号从哪个引脚输入，可以选择直连通道或交叉通道TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; 			// 分频器，不分频就是每次触发都有效，2分频就是每隔一次有效一次TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;					 		// 设置滤波器，滤除高频噪声，不会影响原信号的频率TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStruct);// version 1 重新配置一遍// 配置第二个通道 检测占空比
//	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_2; 
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Falling; 		// 极性选择，选择下将沿触发 
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_IndirectTI;  // 触发信号从哪个引脚输入，可以选择直连通道或交叉通道
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; 			// 分频器，不分频就是每次触发都有效，2分频就是每隔一次有效一次
//	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;					 		// 设置滤波器，滤除高频噪声，不会影响原信号的频率
//	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStruct);// version 2 调用库函数 配置第二个通道TIM_PWMIConfig(TIM3,&TIM_ICInitStruct);// 配置从模式，及其触发源// 设置从模式，输入触发源// 有信号触发之后，在从模式下CNT就会自动清零 TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1); // 选择触发源，一共8个触发源// 设置从模式执行的操作TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset); // 设置从模式要执行的动作// 开启定时器TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}uint32_t IC_GetReq()
{return 1*1000*1000/TIM_GetCapture1(TIM3); // xHZ
}uint32_t IC_GetDuty()
{return TIM_GetCapture2(TIM3)*100/TIM_GetCapture1(TIM3);
}