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前言

        博文介绍如何配置输入捕获电路来测量频率。

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一、输入捕获测频率配置步骤

第一步、RCC开启时钟，把GPIO和TIM的时钟打开。

第二步、GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式。一般选择上拉输入或者浮空输入模式。

第三步、配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行。

第四步、配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、直连通道还是交叉通道、分频器这些参数。用一个结构体就可以统一进行配置了。

第五步、选择从模式的触发源，触发源选择为TI1FP1，这里调用一个库函数，给一个参数就行。

第六步、选择触发之后执行的操作，执行Reset操作，这里也是调用一个库函数就行了。

第七步、开启定时器，调用TIM_Cmd函数。

        按以上步骤配置，所有的电路就能配合起来，按照需求工作。当需要读取最新一个周期的频率时，直接读取CCR寄存器，然后按照 fc/N 计算以下就行了。

二、代码示例及注意事项

2.1 RCC开启时钟

        将需要的TIM外设和GPIO外设的时钟打开。打开时钟后定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就会同时打开。

代码示例：

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使用APB1的开启时钟函数，因为TIM3是APB1总线的外设。RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

2.2 GPIO初始化

        GPIO口可以在引脚定义表中查看：

        默认复用功能这一列就是片上外设的端口和GPIO的连接关系。可以找到 TIM3的通道1和通道2对应PA6和PA7；TIM3的通道3和通道4对应PB0和PB1.本文举例使用TIM3的通道1引脚，所以就初始化PA6引脚。

        GPIO配置成输入模式，选择上拉输入。

代码示例：

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IPU;//这里选择上拉输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_6;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

2.3 配置时基单元

        配置时基单元，包括时钟源选择的配置。

1. 时基单元选择时钟源。
2. 配置时基单元，包括预分频器、自动重装器、计数模式等，这些参数可用结构体配置。

代码示例：

	TIM_InternalClockConfig(TIM3);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision= TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up;//计数器模式TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period= 65536-1;//ARR自动重装器的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler= 72-1;//PSC预分频器的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter= 0;//重复计数器的值TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);

结构体成员：

• TIM_ClockDivision：指定时钟分频，用于信号经过滤波器时的滤波采样频率。
• TIM_CounterMode：计数器模式，这里选择向上计数模式TIM_CounterMode_Up。
• TIM_Period ：ARR自动重装器的值，设置大一些防止计数溢出。这里设置65536-1，也就是16位的计数器满量程计数。
• TIM_Prescaler：PSC预分频器的值，这个值决定了测周法的标准频率fc，72M / 预分频，就是计数器自增的频率，就是计数标准频率。这里给 72-1，这样标准频率就是72M / 72 = 1MHz。
• TIM_RepetitionCounter：重复计数器的值，只有高级定时器才有，本文初始化通用寄存器，所以值给0。

2.4 配置输入捕获单元

代码示例：

TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;//TIM_Channel选择通道
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0xF;//TIM_ICFilter用来配置输入捕获的滤波器
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;//TIM_ICPolarity极性
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICPrescaler分频器
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//TIM_ICSelection配置数据选择器TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);

        TIM_Channel选择通道，因为TIM_ICInit函数只有一个，所以要靠结构体的这个参数来指定是配置哪个通道。这里选择通道1.

        TIM_ICFilter用来配置输入捕获的滤波器，如果信号有毛刺和噪声，就可以增大滤波器参数，可以有效避免干扰。参数的取值范围0x0到0xF之间，数越大滤波效果越好，每个数值对应的采样频率和采样次数，可查看参考手册。

        注意滤波器和分频器的区别，虽然两者都可以计次，但是滤波器计次并不会改变信号的原有频率，一般滤波器的采样频率会远高于信号频率，所以它只会滤除高频噪声，使信号更平滑，1KHz滤波之后仍然是1KHz，信号频率不会变化。而分频器就是对信号本身进行计次了，会改变频率。1KHz，2分频之后就是500Hz，4分频之后就是250Hz。

        TIM_ICPolarity极性，这个对应图中边沿检测、极性选择的部分，选择上升沿触发还是下降沿触发。这里需要上升沿触发。

• TIM_ICPolarity_Rising上升沿触发
• TIM_ICPolarity_Falling下降沿触发
• TIM_ICPolarity_BothEdge上升沿下降沿都触发

        TIM_ICPrescaler分频器，这个参数配置的是对应图中触发信号分频器。不分频就是每次触发都有效，二分频就是每隔一次有效一次，以此类推。

• TIM_ICPSC_DIV1  不分频  
• TIM_ICPSC_DIV2  二分频       
• TIM_ICPSC_DIV4  四分频                   
• TIM_ICPSC_DIV8  八分频                   

这个分频值不能任意指定，只能选择这4种，这里需要每次出发都有效，所以选择TIM_ICPSC_DIV1不分频。

        TIM_ICSelection选择触发信号从哪个引脚输入，这个参数是配置数据选择器的，可以选择直连通道或者交叉通道。示例选择了TIM_ICSelection_DirectTI直连通道输入。

• TIM_ICSelection_DirectTI直连通道的输入
• TIM_ICSelection_IndirectTI交叉通道的输入

        最后把TIM_ICInitStructure结构体地址放在TIM_ICInit函数里。

2.5 选择从模式的触发源

        配置TRGI的触发源为TI1FP1.

代码示例：

	TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1);

  *     @arg TIM_TS_ITR0: Internal Trigger 0*     @arg TIM_TS_ITR1: Internal Trigger 1*     @arg TIM_TS_ITR2: Internal Trigger 2*     @arg TIM_TS_ITR3: Internal Trigger 3*     @arg TIM_TS_TI1F_ED: TI1 Edge Detector*     @arg TIM_TS_TI1FP1: Filtered Timer Input 1*     @arg TIM_TS_TI2FP2: Filtered Timer Input 2*     @arg TIM_TS_ETRF: External Trigger input

        这里给出的8个可选触发源对应上图触发源选择的8个模式。这里选择TIM_TS_TI1FP1。
 

2.6 配置从模式为Reset

代码示例：

	TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);

  *     @arg TIM_SlaveMode_Reset: Rising edge of the selected trigger signal (TRGI) re-initializes*                               the counter and triggers an update of the registers.*     @arg TIM_SlaveMode_Gated:     The counter clock is enabled when the trigger signal (TRGI) is high.*     @arg TIM_SlaveMode_Trigger:   The counter starts at a rising edge of the trigger TRGI.*     @arg TIM_SlaveMode_External1: Rising edges of the selected trigger (TRGI) clock the counter.

        这里的4种从模式对应上图中的4种从模式。从模式中还有3个Encoder从模式，是给编码器接口用的，有其他函数可以配置。

        例子中选择Reset这个模式。

2.7 开启定时器

        开启定时器，调用TIM_Cmd函数。

代码示例：

	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

        启动定时器之后，CNT就会在内部时钟的驱动下不断自增。即使信号没有过来，它也会不断自增，等到有信号来的时候，会在从模式的作用下自动清零，不会影响测量。

        初始化之后整个电路就可以全自动测量了。

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总结

        以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了输入捕获的配置步骤和注意事项。