yuzhongzhen 发表于 2018-3-29 14:40:49

STM32——时钟系统

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STM32——时钟系统
宗旨:技术的学习是有限的,分享的精神是无限的。

一、时钟树       普通的MCU,一般只要配置好GPIO 的寄存器,就可以使用了。STM32为了实现低功耗,设计了非常复杂的时钟系统,必须开启外设时钟才能使用外设资源。https://img-blog.csdn.net/20160319154342857      左边开始,从时钟源一步步分配 到外设时钟。      从时钟频率来说,又分为高速时钟和低速时钟,高速时钟是提供给芯片主体的主时钟,而低速时钟只是提供给芯片中的 RTC(实时时钟)及独立看门狗使用。      从芯片角度来说,时钟源分为内部时钟与外部时钟源,内部时钟是在芯片内部 RC 振荡器产生的,起振较快,所以时钟在芯片刚上电的时候,默认使用 内部高速时钟。而外部时钟信号是由外部的晶振输入的,在精度和稳定性上都有很大优势,所以上电之后我们再通过软件配置,转而采用外部时钟信号。
二、4个时钟源高速外部时钟(HSE):以外部晶振作时钟源,晶振频率可取范围为4~16MHz,我们一般采用 8MHz 的晶振。高速内部时钟(HSI): 由内部 RC 振荡器产生,频率为 8MHz,但不稳定。低速外部时钟(LSE):以外部晶振作时钟源,主要提供给实时时钟模 块,所以一般采用 32.768KHz。低速内部时钟(LSI):由内部 RC 振荡器产生,也主要提供给实时时钟模 块,频率大约为 40KHz。
三、高速外部时钟HSE分析(8M)1、 从左端的 OSC_OUT 和 OSC_IN 开始,这两个引脚分别接到外部晶振的两端。2、 8MHz 的时钟遇到了第一个分频器PLLXTPRE( HSEdivider for PLLentry),在这个分频器中,可以通过寄存器配置,选择它的输出。它的 输出时钟可以是对输入时钟的二分频或不分频。我们选择不分频,所以经过PLLXTPRE后,还是 8MHz 的时钟。3、 8MHz 的时钟遇到开关PLLSRC(PLL entryclock source),我们可以选择其输出,输出为外部高速时钟( HSE)或是内部高速时钟 ( HSI)。这里选择输出为 HSE,接着遇到锁相环PLL, 具有倍频作 用,在这里我们可以输入倍频因子PLLMUL(PLLmultiplicationfactor)。经过PLL 的时钟称为 PLLCLK。倍频因子我们设定为 9 倍频,也就是说,经过PLL之后,我们的时钟从原来 8MHz 的 HSE 变为 72MHz。4、 紧接着又遇到了一个开关SW,经过这个开关之后就是 STM32 的系统时钟(SYSCLK)了。通过这个开关,可以切换SYSCLK 的时钟源,可以选择为 HSI、 PLLCLK、 HSE。我们选择为 PLLCLK 时钟,所以 SYSCLK 就 为 72MHz 了。5、 PLLCLK 在输入到 SW 前,还流向了 USB 预分频器,这个分频器输出为USB 外设的时钟( USBCLK)。6、 回到 SYSCLK, SYSCLK 经过 AHB预分频器,分频后再输入到其它外设。如输出到称为HCLK、 FCLK 的时钟,还直接输出到 SDIO 外设的SDIOCLK 时钟、存储器控制器 FSMC 的 FSMCCLK 时钟,和作为 APB1、APB2 的预分频器的输入端。设置 AHB 预分频器不分频,即输出的频率为 72MHz。
7、 GPIO 外设是挂载在 APB2 总线上的, APB2 的时钟是APB2预分频器 的输出,而 APB2 预分频器的时钟来源是AHB预分频器。因此,把APB2 预分频器设置为不分频,那么我们就可以得到GPIO外设的时钟也等于HCLK。
四、HCLK、 FCLK、 PCLK1、 PCLK2SYSCLK:系统时钟, STM32大部分器件的时钟来源。主要由AHB 预分频器分配到各个部件。HCLK:由 AHB 预分频器直接输出得到,它是高速总线 AHB 的时钟信号,提供给存储器,DMA 及cortex 内核,是cortex 内核运行的时钟,cpu主频就是这个信号,它的大小与STM32 运算速度,数据存取速度密切相关。FCLK:同样由 AHB 预分频器输出得到,是内核的“自由运行时钟”。“自由”表现在它不来自时钟HCLK,因此在HCLK时钟停止时FCLK也继续运行。它的存在,可以保证在处理器休眠时,也能够采样和到中断和跟踪休眠事件。PCLK1:外设时钟,由 APB1预分频器输出得到,最大频率为36MHz, 提供给挂载在 APB1 总线上的外设。PCLK2:外设时钟,由 APB2预分频器输出得到,最大频率可为72MHz,提供给挂载在 APB2 总线上的外设。
五、寄存器https://img-blog.csdn.net/20160319154426255
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[*]//=================================================================
[*]typedef struct
[*]{
[*]__IO uint32_t CR;       // 时钟控制寄存器
[*]__IO uint32_t CFGR;   // 时钟配置寄存器
[*]__IO uint32_t CIR;      // 时钟中断寄存器
[*]__IO uint32_t APB2RSTR; // APB2外设复位寄存器
[*]__IO uint32_t APB1RSTR; // APB1外设复位寄存器
[*]__IO uint32_t AHBENR;   // AHB外设时钟使能寄存器
[*]__IO uint32_t APB2ENR;// APB2外设时钟使能寄存器
[*]__IO uint32_t APB1ENR;// APB1外设时钟使能寄存器
[*]__IO uint32_t BDCR;   // 备份域控制寄存器
[*]__IO uint32_t CSR;      // 控制/状态寄存器
[*]
[*]#ifdefSTM32F10X_CL
[*]__IO uint32_t AHBRSTR;
[*]__IO uint32_t CFGR2;
[*]#endif/* STM32F10X_CL */
[*]
[*]#if defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || defined(STM32F10X_HD_VL)
[*]uint32_t RESERVED0;
[*]__IO uint32_t CFGR2;
[*]#endif/* STM32F10X_LD_VL || STM32F10X_MD_VL || STM32F10X_HD_VL */
[*]} RCC_TypeDef;
[*]#define CRC_BASE            (AHBPERIPH_BASE +0x3000)
[*]#define RCC               ((RCC_TypeDef *)RCC_BASE)
[*]
[*]voidRCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)
[*]{
[*]/* Check the parameters */
[*]assert_param(IS_RCC_APB2_PERIPH(RCC_APB2Periph));
[*]assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
[*]if (NewState != DISABLE)
[*]{
[*]    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2Periph;
[*]}
[*]else
[*]{
[*]    RCC->APB2ENR &= ~RCC_APB2Periph;
[*]}
[*]}
[*]----------------------------------华丽的分界线-----------------------------北京万邦易嵌科技有限公司:专业提供单片机、M3/M4、linux、Android、QT技术服务、技术培训。详细咨询请加QQ:715493858


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