【技术】武汉芯源CW32定时器输入捕获的操作讲解

CW32系列MCU的GTIM、ATIM的每个定时器都带有至少4路独立的捕获/比较通道，输入捕获功能可以测量输入信号的脉冲宽度或者频率。当捕获比较通道CHy上信号发生跳变(上升沿或下降沿)时，硬件自动将当前计数寄存器GTIMx_CNT的值存放到对应通道的比较捕获寄存器GTIMx_CCRy中，完成一次捕获。通过连续几次捕获即可完成信号脉冲宽度或者频率的测量。

功能框图如下图所示：

各个通道上触发捕获的条件由比较捕获控制寄存器GTIMx_CMMR决定。

当发生一次捕获时，通道CHy比较捕获中断标志GTIMx_ISR.CCy被硬件置位，如果允许中断(设置中断使能寄存器GTIMx_IER.CCy为 1)，CPU将响应中断服务程序。退出中断服务程序之前，应设置中断标志清除寄存器GTIMx_ICR.CCy为0以清除该标志。

输入捕获来源

GTIM的输入捕获来源可以是外部GTIMx_CHy引脚，也可以是片内其它外设，通过通用定时器输入捕获来源配置寄存器SYSCTRL_GTIMxCAP进行配置。当SYSCTRL_GTIMxCAP.CHy为0x00时，输入捕获信号的外部输入端口由GPIO复用功能寄存器(GPIOx_AFRH和GPIOx_AFRL)进行配置。当SYSCTRL_GTIMxCAP.CHy为0x01~0x07时，输入捕获信号来自片内其它外设，如下表所示：

这种配置下，可以在芯片内部实现外部输入的互联，例如将UART的RXD信号作为输入捕获来源，可以实现对UART波特率的自动检测。

实例演示

利用GTIM的输入捕获功能，测量PWM信号的周期和脉宽

1.初始化系统时钟

void RCC_Configuration(void)

{

__RCC_GTIM1_CLK_ENABLE();

__RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6);

// 系统时钟设置为HSI，6分频，8MHz， PCLK、HCLK不分频, PCLK=HCLK=SysClk=8MHz

}

2.初始化GPIO

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

GPIO_InitStruct.IT = GPIO_IT_NONE;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;

GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStruct);

PA06_AFx_GTIM1CH1();//设置PA06复用为GTIM1_CH1, 上升沿触发捕获

PA07_AFx_GTIM1CH2();//设置PA07复用为GTIM1_CH2，下降沿触发捕获。

}

3.配置中断服务程序

void NVIC_Configuration(void)

{

__disable_irq();

NVIC_EnableIRQ(GTIM1_IRQn);

__enable_irq();

}

4.GTIM1中断服务程序：

通道1的输入捕获中断获取计数值VALUE1，通道2的输入捕获中断获取计数值VALUE2，通道1的第2次输入捕获中断获取计数值VALUE3。则信号脉宽=VALUE2-VALUE1，信号周期=VALUE3-VALUE1。注意如果待测量信号的脉宽和周期较长，在计算时需要考虑定时器的溢出问题，详见定时器溢出中断处理内容。

void GTIM1_IRQHandler(void)

{

GTIM1_IRQHandlerCallBack();

}

void GTIM1_IRQHandlerCallBack(void)

{

static uint8_t stage = 0;

static uint32_t cnt = 0;

if (GTIM_GetITStatus(CW_GTIM1, GTIM_IT_OV))

{

GTIM_ClearITPendingBit(CW_GTIM1, GTIM_IT_OV);

if (stage == 1)

{

cnt++;

}

}

if (GTIM_GetITStatus(CW_GTIM1, GTIM_IT_CC1))

{

if (stage == 0)

{

PWMPeriod = GTIM_GetCapture1(CW_GTIM1);

stage = 1;

}

else if (stage == 1)

{

PWMPeriod = GTIM_GetCapture1(CW_GTIM1) + cnt * 65536 - PWMPeriod;

stage = 0;

cnt = 0;

}

GTIM_ClearITPendingBit(CW_GTIM1, GTIM_IT_CC1);

}

if (GTIM_GetITStatus(CW_GTIM1, GTIM_IT_CC2))

{

if (stage == 1)

{

PWMWidth = GTIM_GetCapture2(CW_GTIM1) + cnt * 65536 - PWMPeriod;

}

GTIM_ClearITPendingBit(CW_GTIM1, GTIM_IT_CC2);

}

}

5.主程序：使用GTIM1的CH1和CH2两个通道对PWM输入信号进行测量，在捕获中断服务程序中完成信号的周期和脉宽计算。

static uint32_t PWMPeriod = 0;

static uint32_t PWMWidth = 0;

int32_t main(void)

{

RCC_Configuration();//System Clocks Configuration

GPIO_Configuration();//GPIO Configuration

NVIC_Configuration();//NVIC Configuration

GTIM_InitTypeDef GTIM_InitStruct = {0};

GTIM_ICInitTypeDef GTIM_ICInitStruct = {0};

GTIM_InitStruct.Mode = GTIM_MODE_TIME; /*!< GTIM的模式选择。*/

GTIM_InitStruct.OneShotMode = GTIM_COUNT_CONTINUE;

/*!< GTIM的单次/连续计数模式选择。*/

GTIM_InitStruct.Prescaler = GTIM_PRESCALER_DIV1; /*!< GTIM的预分频系数。*/

GTIM_InitStruct.ReloadValue = 0xFFFF; /*!< GTIM的重载值。*/

GTIM_InitStruct.ToggleOutState = DISABLE;

GTIM_TimeBaseInit(CW_GTIM1, >IM_InitStruct); //GTIM的基础参数初始化

GTIM_ICInitStruct.CHx = GTIM_CHANNEL1;// GTIM 输入捕获的配置参数

GTIM_ICInitStruct.ICFilter = GTIM_CHx_FILTER_NONE;

GTIM_ICInitStruct.ICInvert = GTIM_CHx_INVERT_ON;

GTIM_ICInitStruct.ICPolarity = GTIM_ICPolarity_Rising;

GTIM_ICInit(CW_GTIM1, >IM_ICInitStruct);//输入捕获功能初始化

GTIM_ICInitStruct.CHx = GTIM_CHANNEL2;

GTIM_ICInitStruct.ICPolarity = GTIM_ICPolarity_Falling;

GTIM_ICInit(CW_GTIM1, >IM_ICInitStruct);

GTIM_ITConfig(CW_GTIM1, GTIM_IT_CC1 | GTIM_IT_CC2 | GTIM_IT_OV, ENABLE);

GTIM_Cmd(CW_GTIM1, ENABLE);

while (1)

{

}

}

6.演示说明：

将同一个PWM输入信号引入到PA06和PA07上，运行程序，使用GTIM1的CH1和CH2两个通道对PWM输入信号的脉宽和周期进行测量。