输入捕获实验的疑问（FreeRTOS + HAL库）

tanjing2017 · 发表于 2017-12-18 16:50:18

本帖最后由 tanjing2017 于 2017-12-18 16:50 编辑

大家好，最近学了原子哥的输入捕获实验，然后自己用FreeRTOS + HAL库做了一遍，有一些疑问请教一下。
一、原子哥的案例简介。
我看的是原子哥HAL库的案例，大体思路是一个定时器输出PWM，每10ms改一次占空比，然后另一个定时器捕获高电平，每10ms输出一次结果。
主要的代码及输出效果图如下：
[mw_shl_code=c,true]while(1)
{
      delay_ms(10);
            TIM_SetTIM1Compare1(TIM_GetTIM1Capture1()+1);
            if(TIM_GetTIM1Capture1()==499)TIM_SetTIM1Compare1(0);
      if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)       //成功捕获到了一次高电平
            {
                     temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;
                     temp*=65536;                                  //溢出时间总和
                     temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间
                     printf("HIGH:%lld us\r\n",temp);//打印总的高点平时间
                     TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;       //开启下一次捕获
            }
}[/mw_shl_code]

二、我自己的代码A
我仿照原子哥的思路，自己做了下代码。
代码编辑方式是：用FreeRTOS的任务通知模拟事件标志组，在定时器5的更新中断和捕获中断里分别发送任务通知到TIM_IC_Task函数，在这个函数里处理相应的操作。然后在另外一个函数High_Out_Task里每10ms改变一个PWM的占空比，然后输出对应的捕获结果。
但是这种代码的写法输出有点问题，输出的结果比价乱，如下图：

my1

方案A的主要代码如下：
[mw_shl_code=c,true]/********************************************************************************
*函数名称：TIM_IC_Task
*函数句柄：TIM_IC_Task_Handle
*输入参数：无
*返回值  ：无
*函数功能：输入捕获实验函数，并使用任务通知的事件标志组。
*备注：此实验输入捕获功能，是实现高电平的捕获。
*日期：2017/12/10
********************************************************************************/
void TIM_IC_Task(void const * argument)
{
      //static uint32_t temp = 0;
      static uint32_t NotifyValue = 0;
      BaseType_t Info = 0;
      while(1)
      {
            Info = xTaskNotifyWait( (uint32_t       )                0x00,//进入函数的时候不清除任务bit
                                                            (uint32_t       )                0xffffffff,//退出函数的时候清除所有的bit
                                                            (uint32_t * )             &NotifyValue,//保存任务通知值
                                                            (TickType_t )                portMAX_DELAY );//阻塞时间

            if(Info == pdPASS )//如果任务通知获取成功
            {
                     //printf("111\r\n");
                     if((NotifyValue & Event_1) != 0 )//如果Event_1(捕获中断)的事件发生了
                     {
                              //能运行到此，说明已经触发了输入捕获中断
                              if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)//如果还未成功捕获
                              {
                                    if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X40)//如果之前已经标记了上升沿被捕获，说明此次捕获的是低电平
                                    {
                                             TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80;                               //标记成功捕获到一次高电平脉宽
                                             TIM5CH2_CAPTURE_VAL = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_2);//获取当前的捕获值.
                                             TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2); //一定要先清除原来的设置！！
                                             TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);//配置TIM5通道2上升沿捕获
                                    }
                                    else//还未开始捕获,这次是第一次捕获，捕获的是上升沿
                                    {
                                             TIM5CH2_CAPTURE_STA = 0;                                     //清空模拟状态寄存器
                                             TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0;                                     //清空数据缓存变量
                                             TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X40;                               //标记捕获到了上升沿
                                             __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);                   //关闭定时器5
                                             __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim5,0);             //往定时器5的计数器里写0
                                             TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2); //一定要先清除原来的设置！！
                                             TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_FALLING);//定时器5通道2设置为下降沿捕获
                                             __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);             //使能定时器5
                                    }
                              }
                     }
                     else if ((NotifyValue & Event_2) != 0)//如果Event_2（更新中断）的事件发生了
                     {
                              //能运行到此，说明已经触发了定时器5的更新（溢出）中断
                              if((TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80) == 0)                               //还未成功捕获
                              {
                                    if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X40)                               //已经捕获到高电平了
                                    {
                                             if((TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F) == 0X3F)       //高电平太长了
                                             {
                                                      TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80;                      //标记成功捕获了一次
                                                      TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0XFFFF;
                                             }
                                             else
                                                      TIM5CH2_CAPTURE_STA ++;//正常记录溢出中断的次数
                                    }
                              }
                     }
//                      if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80)//如果已经标记成功捕获到了一次高电平（完成捕获）
//                      {
//                               temp = TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F;
//                               temp *= 50000;                                  //溢出时间总和（这里需要看定时器的重装载值是多少）
//                               temp += TIM5CH2_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间
//                               //temp /= 1000;
//                               printf("检测到高电平脉冲：%d us.\r\n",temp);//打印总的高点平时间
//                               TIM5CH2_CAPTURE_STA=0;       //开启下一次捕获
//                      }
            }

//             vTaskDelay(10);
//             TIM_SetTIM3Compare1(TIM_GetTIM3Capture1()+1);
//             if(TIM_GetTIM3Capture1()==499)TIM_SetTIM3Compare1(0);
      }
}

/********************************************************************************
*函数名称：High_Out_Task
*函数句柄：High_Out_Task_Handle
*输入参数：无
*返回值  ：无
*函数功能：为输入捕获实验提供变化的高电平变化（GPIO翻转）
*备注：
*日期：2017/12/10
********************************************************************************/
void High_Out_Task(void const * argument)
{
      //uint32_t C_time = 1;
      static uint32_t temp = 0;
      while(1)
      {
//             //HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_12);
//             PBout(12) = ~PBout(12);
//             C_time += 1;
//             if(C_time >= 500) C_time = 1;
//             delay_ms(C_time);


            vTaskDelay(10);
            TIM_SetTIM3Compare1(TIM_GetTIM3Capture1()+1);
            if(TIM_GetTIM3Capture1()==499)TIM_SetTIM3Compare1(0);

            if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80)//如果已经标记成功捕获到了一次高电平（完成捕获）
                     {
                              temp = TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F;
                              temp *= 50000;                                  //溢出时间总和（这里需要看定时器的重装载值是多少）
                              temp += TIM5CH2_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间
                              //temp /= 1000;
                              printf("检测到高电平脉冲：%d us.\r\n",temp);//打印总的高点平时间
                              TIM5CH2_CAPTURE_STA=0;       //开启下一次捕获
                     }
      }
}[/mw_shl_code]

三、我自己的代码B
方案B的思路是把方案A里的两个中断处理部分的函数分开，用两个二值信号量函数来处理。其余部分都一样。
结果是输出的结果比A好了一点，但是输出结果仍然有点乱。如下图：

my2

my22

方案B的主要代码如下：
[mw_shl_code=c,true]/********************************************************************************
*函数名称：IC_Task
*函数句柄：IC_Task_Handle
*输入参数：无
*返回值  ：无
*函数功能：输入捕获实验中，处理数据寄存器溢出(更新)的中断回调函数发送任务通知，此函数接受任务通知，并处理。
*备注：此实验输入捕获功能，是实现高电平的捕获，并计时。
*日期：2017/12/10
********************************************************************************/
void IC_Task(void const * argument)
{
      while(1)
      {
            ulTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY);//等待任务通知

            //能运行到此，说明已经触发了定时器5的更新（溢出）中断
            if((TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80) == 0)                               //还未成功捕获
            {
                     if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X40)                               //已经捕获到高电平了
                     {
                              if((TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F) == 0X3F)       //高电平太长了
                              {
                                    TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80;                      //标记成功捕获了一次
                                    TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0XFFFF;
                                    //xTaskNotifyGive(Handle_IC_Val_Task_Handle);
                              }
                              else
                                    TIM5CH2_CAPTURE_STA ++;//正常记录溢出中断的次数
                     }
            }
      }
}

/********************************************************************************
*函数名称：IC_Task2
*函数句柄：IC_Task2_Handle
*输入参数：无
*返回值  ：无
*函数功能：输入捕获实验中，触发捕获中断时，中断函数发送任务通知，此函数接受任务通知，并处理。
*备注：此实验输入捕获功能，是实现高电平的捕获，并计时。
*日期：2017/12/10
********************************************************************************/
void IC_Task2(void const * argument)
{
      while(1)
      {
            ulTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY);//等待任务通知

            //能运行到此，说明已经触发了输入捕获中断
            if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)//如果还未成功捕获
            {
                     if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X40)//如果之前已经标记了上升沿被捕获，说明此次捕获的是低电平
                     {
                              TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80;                               //标记成功捕获到一次高电平脉宽
                              TIM5CH2_CAPTURE_VAL = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_2);//获取当前的捕获值.
                              TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2); //一定要先清除原来的设置！！
                              TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);//配置TIM5通道2上升沿捕获
                              //xTaskNotifyGive(Handle_IC_Val_Task_Handle);
                     }
                     else//还未开始捕获,这次是第一次捕获，捕获的是上升沿
                     {
                              TIM5CH2_CAPTURE_STA = 0;                                     //清空模拟状态寄存器
                              TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0;                                     //清空数据缓存变量
                              TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X40;                               //标记捕获到了上升沿
                              __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);                   //关闭定时器5
                              __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim5,0);             //往定时器5的计数器里写0
                              TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2); //一定要先清除原来的设置！！
                              TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_FALLING);//定时器5通道2设置为下降沿捕获
                              __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);             //使能定时器5
                     }
            }
      }
}

/********************************************************************************
*函数名称：High_Out_Task
*函数句柄：High_Out_Task_Handle
*输入参数：无
*返回值  ：无
*函数功能：为输入捕获实验提供变化的高电平变化（GPIO翻转）
*备注：
*日期：2017/12/10
********************************************************************************/
void High_Out_Task(void const * argument)
{
//       uint32_t C_time = 1;
//       while(1)
//       {
//             //HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_12);
//             PBout(12) = ~PBout(12);
//             C_time += 1;
//             if(C_time >= 300) C_time = 1;
//             delay_ms(C_time);
//       }


      static uint32_t temp = 0;
      while(1)
      {
            delay_ms(10);
            TIM_SetTIM3Compare1(TIM_GetTIM3Capture1()+1);
            if(TIM_GetTIM3Capture1()==499)TIM_SetTIM3Compare1(0);

            if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80)       //成功捕获到了一次高电平
            {
                     temp = TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F;
                     temp *= 65535;                                  //溢出时间总和（这里需要看定时器的重装载值是多少）
                     temp += TIM5CH2_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间
                     //temp /= 1000;
                     printf("检测到高电平脉冲：%d us.\r\n",temp);//打印总的高点平时间
                     TIM5CH2_CAPTURE_STA=0;       //开启下一次捕获
            }
      }
}[/mw_shl_code]

四、我自己的代码C
最后我把更新中断和捕获中断的处理内容直接写到了回调函数里，FreeRTOS的任务只有一个改变占空比和输出结果的函数。
这一次的输出效果和原子哥的一样了。
如下图：

my3

代码C的主要内容如下：
[mw_shl_code=c,true]void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
      //BaseType_t TIM5_pxHigher_2;

      if(htim == &htim5)
      {
//             /* 任务通知模拟事件标志组 */
//             /* 发送任务通知函数 */
//             xTaskNotifyFromISR( (TaskHandle_t       )       TIM_IC_Task_Handle,             //任务通知句柄
//                                                       (uint32_t             )       Event_1 ,                               //任务通知值
//                                                       (eNotifyAction       )       eSetBits,                               //任务通知更新方法，此处是更新指定的bit
//                                                       (BaseType_t *       )       &TIM5_pxHigher_2);             //标记退出函数后是否进行任务切换
//
//             portYIELD_FROM_ISR(TIM5_pxHigher_2);//判断是否需要切换任务


            //能运行到此，说明已经触发了输入捕获中断
                              if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)//如果还未成功捕获
                              {
                                    if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X40)//如果之前已经标记了上升沿被捕获，说明此次捕获的是低电平
                                    {
                                             TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80;                               //标记成功捕获到一次高电平脉宽
                                             TIM5CH2_CAPTURE_VAL = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_2);//获取当前的捕获值.
                                             TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2); //一定要先清除原来的设置！！
                                             TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);//配置TIM5通道2上升沿捕获
                                    }
                                    else//还未开始捕获,这次是第一次捕获，捕获的是上升沿
                                    {
                                             TIM5CH2_CAPTURE_STA = 0;                                     //清空模拟状态寄存器
                                             TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0;                                     //清空数据缓存变量
                                             TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X40;                               //标记捕获到了上升沿
                                             __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);                   //关闭定时器5
                                             __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim5,0);             //往定时器5的计数器里写0
                                             TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2); //一定要先清除原来的设置！！
                                             TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_FALLING);//定时器5通道2设置为下降沿捕获
                                             __HAL_TIM_ENABLE(&htim5);             //使能定时器5
                                    }
                              }
      }
}

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note This function is called  when TIM6 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* USER CODE BEGIN Callback 0 */
      //BaseType_t TIM5_pxHigher_1;
/* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM6) {
HAL_IncTick();
  }
/* USER CODE BEGIN Callback 1 */
/*********************************************
      定时器回调函数
      *******************************************/
if(htim == &htim7)
{
      RunTimeCounterValue++;
}


      if(htim == &htim5)
      {
//             /* 任务通知模拟事件标志组 */
//             /* 发送任务通知函数 */
//             xTaskNotifyFromISR( (TaskHandle_t       )       TIM_IC_Task_Handle,             //任务通知句柄
//                                                       (uint32_t             )       Event_2 ,                               //任务通知值
//                                                       (eNotifyAction       )       eSetBits,                               //任务通知更新方法，此处是更新指定的bit
//                                                       (BaseType_t *       )       &TIM5_pxHigher_1);             //标记退出函数后是否进行任务切换
//
//             portYIELD_FROM_ISR(TIM5_pxHigher_1);//判断是否需要切换任务


            //能运行到此，说明已经触发了定时器5的更新（溢出）中断
                              if((TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80) == 0)                               //还未成功捕获
                              {
                                    if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X40)                               //已经捕获到高电平了
                                    {
                                             if((TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F) == 0X3F)       //高电平太长了
                                             {
                                                      TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80;                      //标记成功捕获了一次
                                                      TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0XFFFF;
                                             }
                                             else
                                                      TIM5CH2_CAPTURE_STA ++;//正常记录溢出中断的次数
                                    }
                              }
      }

/* USER CODE END Callback 1 */
}[/mw_shl_code]
[mw_shl_code=c,true]/********************************************************************************
*函数名称：High_Out_Task
*函数句柄：High_Out_Task_Handle
*输入参数：无
*返回值  ：无
*函数功能：为输入捕获实验提供变化的高电平变化（GPIO翻转）
*备注：
*日期：2017/12/10
********************************************************************************/
void High_Out_Task(void const * argument)
{
      //uint32_t C_time = 1;
      static uint32_t temp = 0;
      while(1)
      {
//             //HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_12);
//             PBout(12) = ~PBout(12);
//             C_time += 1;
//             if(C_time >= 500) C_time = 1;
//             delay_ms(C_time);


            vTaskDelay(10);
            TIM_SetTIM3Compare1(TIM_GetTIM3Capture1()+1);
            if(TIM_GetTIM3Capture1()==499)TIM_SetTIM3Compare1(0);

            if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X80)//如果已经标记成功捕获到了一次高电平（完成捕获）
                     {
                              temp = TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0X3F;
                              temp *= 50000;                                  //溢出时间总和（这里需要看定时器的重装载值是多少）
                              temp += TIM5CH2_CAPTURE_VAL;    //得到总的高电平时间
                              //temp /= 1000;
                              printf("检测到高电平脉冲：%d us.\r\n",temp);//打印总的高点平时间
                              TIM5CH2_CAPTURE_STA=0;       //开启下一次捕获
                     }
      }
}[/mw_shl_code]

五、我的疑问
问题1：我自己的代码A/B输出有问题，是因为我的代码组织思路有问题吗？还是说我的FreeRTOS的任务通知功能使用的思路有问题？
问题2：除了代码C把任务处理内容直接放在中断回调函数里的方法，还有其他什么方法能实现原子哥正常输出的结果吗？

希望有知道的前辈指点一下。谢谢。