輸入捕獲模式可以用來(lái)測(cè)量脈沖寬度或者測(cè)量頻率。STM32 的定時(shí)器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定時(shí)器都有輸入捕獲功能。STM32 的輸入捕獲，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是通過(guò)檢測(cè) TIMx_CHx 上的邊沿信號(hào)，在邊沿信號(hào)發(fā)生跳變（比如上升沿/下降沿）的時(shí)候，將當(dāng)前定時(shí)器的值（TIMx_CNT）存放到對(duì)應(yīng)的通道的捕獲/比較寄存器（TIMx_CCRx）中。

1. 相關(guān)寄存器介紹

1） 捕獲/比較模式寄存器 (TIMx_CCMRx) 

當(dāng)在輸入捕獲模式下使用的時(shí)候，對(duì)應(yīng)上圖的第二行描述，從圖中可以看出，TIMx_CCMR1 明顯是針對(duì) 2 個(gè)通道的配置，低八位[7：0]用于捕獲/比較通道 1 的控制，而高八位[15：8]則用于捕獲/比較通道 2 的控制。同理，CCMR2 這個(gè)寄存器用來(lái)控制通道 3 和通道 4。今天的實(shí)驗(yàn)，我們用到的是 TIM5 的捕獲/比較通道 1。

 （1）CC1S[1:0]，這兩個(gè)位用于 CCR1 的通道配置，這里我們?cè)O(shè)置 CC1S[1:0]=01，也就是配置 IC1 映射在 TI1 上。如果不理解沒(méi)有關(guān)系，看圖就知道了。

從圖中可以知道，IC1有三個(gè)輸入源，分別是TI1，TI2，TRC。

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; 這是通過(guò)庫(kù)函數(shù)配置，映射到TI1。

頭文件（stm32f10x_tim.h）定義如下：

#define TIM_ICSelection_DirectTI           ((uint16_t)0x0001) 
#define TIM_ICSelection_IndirectTI         ((uint16_t)0x0002) 
#define TIM_ICSelection_TRC                 ((uint16_t)0x0003)

（2）IC1F[3:0]

表格中的f_ck_int 是定時(shí)器的輸入頻率（TIMxCLK），f_dts 則是根據(jù) TIMx_CR1 的 CKD[1:0]來(lái)確定。

上圖就是TIMx_CR1寄存器。

#define TIM_CKD_DIV1                       ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_CKD_DIV2                       ((uint16_t)0x0100)
#define TIM_CKD_DIV4                       ((uint16_t)0x0200)

假定選IC1F[3:0]=0101，即采樣頻率為fDTS/2, N=8；

選CKD[1:0]=01，即 tDTS = 2 × tCK_INT；并假定 fCK_INT=72MHz。  

這時(shí)可以算出，采樣頻率為72MHz/2/2=18MHz.

1/(18MHz)*8 = 0.4444us = 444.4ns.

因?yàn)镹=8，所以濾波器可以濾除掉輸入端小于444.4ns的脈沖。 

“數(shù)字濾波器由一個(gè)事件計(jì)數(shù)器組成，它記錄到N個(gè)事件后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出的跳變”，這句話可以這樣理解：

當(dāng)濾波器連續(xù)采樣到N個(gè)有效電平時(shí)，就輸出這個(gè)有效電平。 
當(dāng)濾波器沒(méi)有連續(xù)采樣到N個(gè)有效電平時(shí)，再?gòu)?開(kāi)始計(jì)數(shù)，輸出一直保持上一次輸出的有效電平。

例如：濾波器上一次輸出是高電平，本次連續(xù)采樣到（N-1）個(gè)高電平，但第N個(gè)是個(gè)低電平，那么濾波器仍然保持上次輸出的高電平，并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，記錄1次低電平，如果其后采樣的（N-1）個(gè)也是低電平，此時(shí)濾波才輸出低電平，于是一個(gè)下降沿才出現(xiàn)在IC1上。

（3）IC1PSC[1:0]

這里的“事件”指的是上升沿或者下降沿，具體是哪個(gè)由TIMx_CCER寄存器的CCxP位決定。

2）捕獲/比較使能寄存器：TIMx_CCER

所以，要使能輸入捕獲，必須設(shè)置 CC1E=1，而 CC1P 則根據(jù)自己的需要來(lái)配置（捕獲發(fā)生在上升沿還是下降沿）。 

3） DMA/中斷使能寄存器(TIMx_DIER) 

在實(shí)驗(yàn)中，我們需要允許位0和位1的中斷。

#define TIM_IT_Update                      ((uint16_t)0x0001)
#define TIM_IT_CC1                         ((uint16_t)0x0002)
#define TIM_IT_CC2                         ((uint16_t)0x0004)
#define TIM_IT_CC3                         ((uint16_t)0x0008)
#define TIM_IT_CC4                         ((uint16_t)0x0010)

對(duì)應(yīng)的庫(kù)函數(shù)是：TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);

4） 捕獲/比較寄存器 (TIMx_CCRx) 

該寄存器用來(lái)存儲(chǔ)捕獲發(fā)生時(shí)，TIMx_CNT的值，我們從 TIMx_CCR1 就可以讀出通道 1 捕獲發(fā)生時(shí)刻的 TIMx_CNT 值，通過(guò)兩次捕獲（一次上升沿捕獲，一次下降沿捕獲）的差值，就可以計(jì)算出高電平脈沖的寬度。

2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)TIM3產(chǎn)生一路PWM（從PB5輸出），把PB5連接到PA0上，PA0和 TIM5_CH1是同一個(gè)管腳。利用TIM5_CH1的輸入捕獲功能，測(cè)量出PWM的寬度。

3. 參考代碼

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1. //TIM5_CH1輸入捕獲配置  

2. void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)  

3. {      

4.     TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStructure;  

5.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;  

6.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  

7.   

8.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);    //使能TIM5時(shí)鐘  

9.       

10.     //TIM5的配置  

11.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;     //重裝載值  

12.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;   //分頻系數(shù)   

13.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;      //tDTS = tCK_INT  

14.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上計(jì)數(shù)  

15.     TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);   

16.     

17.     //TIM5輸入捕獲配置  

18.     TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //我們用通道1  

19.     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;    //上升沿捕獲  

20.     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1  

21.     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;   //無(wú)預(yù)分頻器   

22.     TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 ，無(wú)濾波器  

23.     TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);  

24.       

25.     //中斷優(yōu)先級(jí)配置  

26.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;    

27.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;    

28.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;    

29.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   

30.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    

31.       

32.     TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//打開(kāi)更新中斷和捕獲中斷  

33.       

34.     TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );  //使能定時(shí)器5  

35.      

36. }  

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1. #define START          0X01  

2. #define WAIT_RISING    0X02  

3. #define WAIT_FALLING   0X03  

4.   

5.                           

6. u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //輸入捕獲值  

7. u32 a[500] = {0};           //存放電平寬度  

8. u32 i = 0; //數(shù)組下標(biāo)  

9. u8 overflow = 0;    //記錄定時(shí)器更新中斷的次數(shù)  

10. u8 state = START;  

11.   

12. //定時(shí)器5中斷服務(wù)程序  

13. void TIM5_IRQHandler(void)  

14. {   

15.   

16.     if(i<500)  

17.     {       

18.         if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)  

19.         {         

20.             ++overflow;  

21.         }  

22.           

23.         if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕獲事件  

24.         {     

25.             if(state == START)      //初始狀態(tài)                

26.             {     

27.                 overflow = 0;  

28.                 TIM_SetCounter(TIM5,0);  

29.                 state = WAIT_FALLING;  

30.                 TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);     //設(shè)置為下降沿捕獲  

31.             }     

32.             else if(state == WAIT_RISING)    //等待上升沿  

33.             {  

34.                 TIM5CH1_CAPTURE_VAL = TIM_GetCapture1(TIM5);  

35.                 a[i++] = TIM5CH1_CAPTURE_VAL + overflow*65536;  

36.                   

37.                 overflow = 0;  

38.                 TIM_SetCounter(TIM5,0);  

39.                 state = WAIT_FALLING;  

40.                 TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling); //設(shè)置為下降沿捕獲  

41.                   

42.             }  

43.             else // wait falling