STM32 定时器输入捕获功能笔记

一、什么是输入捕获（Input Capture）

输入捕获是利用定时器的输入通道，在检测到信号电平变化（如上升沿或下降沿）时，立即将当前计数器的值捕获并保存到捕获寄存器（CCR）中。这一过程由硬件完成，不会受程序运行延迟影响，可用于精确测量信号的时间特性。

典型应用场景：测量脉冲宽度、频率、信号周期等。

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二、输入捕获的基本原理

• STM32 的通用定时器和高级定时器都支持输入捕获功能。

• 每个输入通道（TIx）都对应一个捕获寄存器 CCRx。

• 捕获过程：
  TIx → 滤波器 → 边沿检测 → 捕获事件 → CCRx记录当前CNT值

当配置为上升沿捕获时：
→ 信号从低跳高时，CCRx 记录当前定时器 CNT 的值。
当配置为下降沿捕获时：
→ 信号从高跳低时，CCRx 同样记录 CNT 值。

📌 一个通道只能设置为上升沿或下降沿捕获，不能同时捕获两个。

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三、直接模式与间接模式（重点）

输入捕获支持 直接模式 和 间接模式，用于灵活地测量信号宽度或周期。

模式	捕获通道	检测通道	用途举例
直接模式	CCR1 记录 TI1FP1 的边沿	用于周期或频率测量
间接模式	CCR1 记录 TI2FP1 的边沿	用于测量高/低电平宽度（PWM输入）

⚠️ TI1/TI2 是一对可互相借用输入的通道，TI3/TI4 亦同理。
例如 CCR1 可以捕获 TI2（间接模式）输入的边沿，而不是 TI1。

示例说明：

• PWM输入测量：

  • CCR1 配置为捕获上升沿（周期起点）

  • CCR2 配置为捕获下降沿（占空比终点）

  • 得到的两次捕获值之差即可算出高电平持续时间或周期

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四、通道映射说明

TI1  --> TI1FP1 → 捕获寄存器1（CCR1）
TI2  --> TI2FP2 → 捕获寄存器2（CCR2）
TI1  --> TI1FP2 → 捕获寄存器2（间接模式）
TI2  --> TI2FP1 → 捕获寄存器1（间接模式）TI3、TI4同理，支持直接与间接映射

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五、CubeMX 设置步骤（以 TIM2 CH1 CH2 为例）

1.选择定时器 TIM2

2.选择 Channel 1 → Input Capture Direct Mode（上升沿）

3.选择 Channel 2 → Input Capture Indirect Mode（下降沿）

4.设置输入极性（上升沿/下降沿）

5.设置采样频率与滤波器（一般默认即可）

6.勾选 TIM2 global interrupt

7.生成代码并编辑中断回调函数

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六、HAL库相关函数与代码示例

1. 启动捕获：

HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1); // 启动通道1输入捕获（中断方式）
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2); // 启动通道2输入捕获

2. 中断回调处理：

uint32_t capture1 = 0, capture2 = 0, pulse_width = 0;void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){capture1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1); // 上升沿时间}else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){capture2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); // 下降沿时间if(capture2 > capture1)pulse_width = capture2 - capture1;elsepulse_width = (0xFFFF - capture1 + capture2); // 溢出处理}
}
1;elsepulse_width = (0xFFFF - capture1 + capture2); // 溢出处理}
}