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. 每個定時器有四個輸入捕獲通道IC1、IC2、IC3、IC4。且IC1 IC2一組，IC3 IC4一組。并且可是設置管腳和寄存器的對應關系。
2. 同一個TIx輸入映射了兩個ICx信號。
3. 這兩個ICx信號分別在相反的極性邊沿有效。
4. 兩個邊沿信號中的一個被選為觸發信號，并且從模式控制器被設置成復位模式。
5. 當觸發信號來臨時，被設置成觸發輸入信號的捕獲寄存器，捕獲“一個PWM周期（即連續的兩個上升沿或下降沿）”，它等于包含TIM
時鐘周期的個數（即捕獲寄存器中捕獲的為TIM的計數個數n）。
6. 同樣另一個捕獲通道捕獲觸發信號和下一個相反極性的邊沿信號的計數個數m，即（即高電平的周期或低電平的周期）
7. 由此可以計算出PWM的時鐘周期和占空比了
frequency=f（TIM時鐘頻率）/n。
duty cycle=（高電平計數個數/n），
若m為高電平計數個數，則duty cycle=m/n
若m為高電平計數個數，則duty cycle=（n-m）/n
注：因為計數器為16位，所以一個周期最多技術65535個，所以測得的 最小頻率= TIM時鐘頻率/65535。
二、程序設計與分析
1. 程序概述：選擇TIM3作為PWM輸入捕獲。IC2設置為上升沿，并設置為有效的觸發輸入信號。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
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對應關系
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //輸入預分頻。意思是控制在多少個輸入周期做一次捕獲，如果
//輸入的信號頻率沒有變，測得的周期也不會變。比如選擇4分頻，則每四個輸入周期才做一次捕獲，這樣在輸入信號變化不頻繁的情況下，
//可以減少軟件被不斷中斷的次數。
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //濾波設置，經歷幾個周期跳變認定波形穩定0x0～0xF
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據參數配置TIM外設信息
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2); //選擇IC2為始終觸發源
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TI***aveMode_Reset);//TIM從模式：觸發信號的上升沿重新初始化計數器和觸發寄存器的更新事件
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動定時器的被動觸發
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //啟動TIM2
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE); //打開中斷
中斷處理函數
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周期的計數值
if (IC2Value != 0)
{
DutyCycle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value; //讀取IC1捕獲寄存器的值，并計算占空比
Frequency = 72000000 / IC2Value; //計算PWM頻率。
}
else
{
DutyCycle = 0;
Frequency = 0;
}
}
注（一）：若想改變測量的PWM頻率范圍，可將TIM時鐘頻率做分頻處理
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; //周期0～FFFF
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5; //時鐘分頻，分頻數為5+1即6分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時鐘分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//基本初始化
注注（二）：定時器TIM的倍頻器X1或X2。在APB分頻為1時，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); //占先優先級、副優先級的資源分配
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //指定中斷源
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //占先優先級設定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //副優先級設定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
時鐘配置
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; //向上計數
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 ); //選擇時鐘觸發源，這里只能用1或2，意味著通道34不能用輸入觸發
//TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Reset);//觸發方式
// TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM4, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動定時器的被動觸發
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 ); //清除更新中斷標記
TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_CC2); //清除捕獲中斷標記
}
中斷服務函數
u16 STA=0;
u16 VAL;
u8 CAP_N=0;
void TIM4_IRQHandler(void)
{
if((STA&0x8000)==0) //捕獲開啟標志
{
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)!=RESET) //進入更新中斷
{
if(CAP_N==1)
{
if((STA&0X3FFF)==0X3FFF)//高電平太長了
{STA|=0X8000;//標記成功捕獲了一次
VAL=0XFFFF;
}
else STA++;
}
}
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_CC2)!=RESET) //進入捕獲中斷
{
if(CAP_N==1)
{STA|=0x8000;//標志完成捕獲過程，進入主函數處理部分}
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);
}
數據處理主函數
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; //時鐘分頻，分頻數為5+1即6分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //時鐘分割
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
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //管腳與寄存器對應關系
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //輸入預分頻。意思是控制在多少個輸入周期做一次捕獲，如果
//輸入的信號頻率沒有變，測得的周期也不會變。比如選擇4分頻，則每四個輸入周期才做一次捕獲，這樣在輸入信號變化不頻繁的情況下，
//可以減少軟件被不斷中斷的次數。
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //濾波設置，經歷幾個周期跳變認定波形穩定0x0～0xF
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根據參數配置TIM外設信息
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2); //選擇IC2為始終觸發源
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//TIM從模式：觸發信號的上升沿重新初始化計數器和觸發寄存器的更新事件
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //啟動定時器的被動觸發
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //啟動TIM2
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE); //打開中斷
}
void PWM_CAP(void)
{
Confiuration_PWM_CAP();
while(1)
{
printf("\r\nFrequency=%d",Frequency);
printf("\r\nDutyCycle=%f",DutyCycle);
}
}
中斷服務函數
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周期的計數值
if (IC2Value != 0)
{
DutyCycle = (TIM_GetCapture1(TIM3) * 100) / IC2Value; //讀取IC1捕獲寄存器的值，并計算占空比
Frequency = 72000000 / IC2Value; //計算PWM頻率。
}
else
{
DutyCycle = 0;
Frequency = 0;
}
}
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