STM32時(shí)鐘系統(tǒng)學(xué)習(xí)
時(shí)鐘系統(tǒng)是處理器的核心,所以在學(xué)習(xí)STM32所有外設(shè)之前,認(rèn)真學(xué)習(xí)時(shí)鐘系統(tǒng)是必要的,有助于深入理解STM32。
下面是從網(wǎng)上找的一個(gè)STM32時(shí)鐘框圖,比《STM32中文參考手冊(cè)》里面的是中途看起來(lái)清晰一些:
重要的時(shí)鐘:
PLLCLK,SYSCLK,HCKL,PCLK1,PCLK2 之間的關(guān)系要弄清楚;
1、HSI:高速內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào) stm32單片機(jī)內(nèi)帶的時(shí)鐘 (8M頻率) 精度較差
2、HSE:高速外部時(shí)鐘信號(hào) 精度高 來(lái)源(1)HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振) (2)HSE用戶外部時(shí)鐘
3、LSE:低速外部晶體 32.768kHz 主要提供一個(gè)精確的時(shí)鐘源 一般作為RTC時(shí)鐘使用
在STM32中,有五個(gè)時(shí)鐘源,為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
?、?、HSI是高速內(nèi)部時(shí)鐘,RC振蕩器,頻率為8MHz。
②、HSE是高速外部時(shí)鐘,可接石英/陶瓷諧振器,或者接外部時(shí)鐘源,頻率范圍為4MHz~16MHz。
③、LSI是低速內(nèi)部時(shí)鐘,RC振蕩器,頻率為40kHz。
?、?、LSE是低速外部時(shí)鐘,接頻率為32.768kHz的石英晶體。
⑤、PLL為鎖相環(huán)倍頻輸出,其時(shí)鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍,但是其輸出頻率最大不得超過(guò)72MHz。
其中40kHz的LSI供獨(dú)立看門狗IWDG使用,另外它還可以被選擇為實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC的時(shí)鐘源。另外,實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC的時(shí)鐘源還可以選擇LSE,或者是HSE的128分頻。RTC的時(shí)鐘源通過(guò)RTCSEL[1:0]來(lái)選擇。
STM32中有一個(gè)全速功能的USB模塊,其串行接口引擎需要一個(gè)頻率為48MHz的時(shí)鐘源。該時(shí)鐘源只能從PLL輸出端獲取,可以選擇為1.5分頻或者1分頻,也就是,當(dāng)需要使用USB模塊時(shí),PLL必須使能,并且時(shí)鐘頻率配置為48MHz或72MHz。
另外,STM32還可以選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出到MCO腳(PA8)上,可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統(tǒng)時(shí)鐘。
系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK,它是供STM32中絕大部分部件工作的時(shí)鐘源。系統(tǒng)時(shí)鐘可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。系統(tǒng)時(shí)鐘最大頻率為72MHz,它通過(guò)AHB分頻器分頻后送給各模塊使用,AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時(shí)鐘送給5大模塊使用:
?、?、送給AHB總線、內(nèi)核、內(nèi)存和DMA使用的HCLK時(shí)鐘。
?、凇⑼ㄟ^(guò)8分頻后送給Cortex的系統(tǒng)定時(shí)器時(shí)鐘。
③、直接送給Cortex的空閑運(yùn)行時(shí)鐘FCLK。
?、堋⑺徒oAPB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻,其輸出一路供APB1外設(shè)使用(PCLK1,最大頻率36MHz),另一路送給定時(shí)器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻,時(shí)鐘輸出供定時(shí)器2、3、4使用。
?、?、送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻,其輸出一路供APB2外設(shè)使用(PCLK2,最大頻率72MHz),另一路送給定時(shí)器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻,時(shí)鐘輸出供定時(shí)器1使用。另外,APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用,分頻后送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。
在以上的時(shí)鐘輸出中,有很多是帶使能控制的,例如AHB總線時(shí)鐘、內(nèi)核時(shí)鐘、各種APB1外設(shè)、APB2外設(shè)等等。當(dāng)需要使用某模塊時(shí),記得一定要先使能對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘。
需要注意的是定時(shí)器的倍頻器,當(dāng)APB的分頻為1時(shí),它的倍頻值為1,否則它的倍頻值就為2。
連接在APB1(低速外設(shè))上的設(shè)備有:電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個(gè)單獨(dú)的48MHz時(shí)鐘信號(hào),但它應(yīng)該不是供USB模塊工作的時(shí)鐘,而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時(shí)鐘。USB模塊工作的時(shí)鐘應(yīng)該是由APB1提供的。
連接在APB2(高速外設(shè))上的設(shè)備有:UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。
涉及的寄存器:
RCC 寄存器結(jié)構(gòu),RCC_TypeDeff,在文件“stm32f10x_map.h”中定義如下:
typedef struct
{
vu32 CR; //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能
vu32 CFGR; //PLL等的時(shí)鐘源選擇以及分頻系數(shù)設(shè)定
vu32 CIR; // 清除/使能 時(shí)鐘就緒中斷
vu32 APB2RSTR; //APB2線上外設(shè)復(fù)位寄存器
vu32 APB1RSTR; //APB1線上外設(shè)復(fù)位寄存器
vu32 AHBENR; //DMA,SDIO等時(shí)鐘使能
vu32 APB2ENR; //APB2線上外設(shè)時(shí)鐘使能
vu32 APB1ENR; //APB1線上外設(shè)時(shí)鐘使能
vu32 BDCR; //備份域控制寄存器
vu32 CSR;
} RCC_TypeDef;
可以對(duì)上上面的時(shí)鐘框圖和RCC寄存器來(lái)學(xué)習(xí),對(duì)STM32的時(shí)鐘系統(tǒng)有個(gè)大概的了解,然后對(duì)照我們的《STM32不完全手冊(cè)》的系統(tǒng)時(shí)鐘配置函數(shù)void Stm32_Clock_Init(u8 PLL)一同來(lái)學(xué)習(xí)。