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STM32学习心得七:STM32时钟系统框图解读及相关函数

程序员文章站 2022-06-08 18:42:49
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记录一下,方便以后翻阅~
主要内容
1) 时钟系统框图解读;
2) 时钟系统配置相关函数解读。
1. 为什么 STM32 要有多个时钟源呢?
因为STM32非常复杂,外设多,但并不是所有外设都需要系统时钟这么高的频率,比如看门狗及RTC只需要几十k的时钟即可。同一电路,时钟越快功耗越大,同时抗电磁干扰能力也会越弱,所以对于较为复杂的MCU一般采取多时钟源的方法来解决这些问题。
2. 时钟系统框图解读
STM32学习心得七:STM32时钟系统框图解读及相关函数1) STM32 有5个时钟源:HIS(High Speed Internal)、HSE(High Speed External)、LSI(Low Speed Internal)、LSE(Low Speed External)、PLL:
1.1 HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率大约为8MHz,精度不高,可作为系统时钟;
1.2 HSE是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或接外部时钟源,频率范围为4MHz~16MHz;
1.3 LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz,提供低功耗时钟。独立看门狗的时钟源只能是LSI,同时LSI还可以作为RTC的时钟源;
1.4 LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体,主要作为RTC的时钟源;
1.5 PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或HSE/2。倍频可选择为2~16倍,但其输出频率最大不得超过72MHz。
2) MCO是STM32的一个时钟输出IO(接在PA8引脚上),可选择一个时钟信号输出,(如PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟),这个时钟可用来给外部其他系统提供时钟源;
3) RTC时钟源可选择LSI,LSE,及HSE的128分频;
4) USB的时钟来自PLL时钟源,STM32中有一个全速功能的USB模块,其串行接口引擎需要一个频率为 48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取,可选为1.5分频或1分频,即当需要使用USB模块时,PLL必须使能,且时钟频率配置为48MHz或72MHz;
5) 系统时钟SYSCLK供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟SYSCLK可选为PLL输出、HSI或HSE。最大频率为72MHz;
6) 其他外设的时钟来源都是SYSCLK。SYSCLK通过AHB分频器分频后送给各模块使用,包括:
6.1 AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟;
6.2 通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟,即systick;
6.3 直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK;
6.4 送给APB1分频器。APB1分频器输出一路供APB1外设使用(PCLK1,最大频率36MHz),另一路送给定时器(Timer)2、3、4倍频器使用;
6.5 送给APB2分频器。APB2分频器分频输出一路供APB2外设使用(PCLK2,最大频率72MHz),另一路送给定时器(Timer)1倍频器使用。
7) APB1上面连接的是低速外设,包括电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3等等,APB2上面连接的是高速外设包括UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通 IO 口(PA~PE)、第二功能IO口等;
8) CSS时钟监视系统,一旦HSE失效,自动切换至SYSCLK=HIS;
9) 任何一个外设在使用之前,必须首先使能其相应的时钟;
10) 5个主要的时钟:
10.1 SYSCLK(系统时钟);
10.2 AHB总线时钟;
10.3 APB1总线时钟(低速): 速度最高36MHz;
10.4 APB2总线时钟(高速): 速度最高72MHz;
10.5 PLL时钟。
3. 时钟相关配置寄存器

typedef struct
{
  __IO uint32_t CR;                //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能和就绪标志位 
  __IO uint32_t CFGR;             //PLL等的时钟源选择,分频系数设定
  __IO uint32_t CIR;               // 清除/使能 时钟就绪中断
  __IO uint32_t APB2RSTR;        //APB2线上外设复位寄存器
  __IO uint32_t APB1RSTR;        //APB1线上外设复位寄存器
  __IO uint32_t AHBENR;          //DMA,SDIO等时钟使能 
  __IO uint32_t APB2ENR;         //APB2线上外设时钟使能 
  __IO uint32_t APB1ENR;         //APB1线上外设时钟使能
  __IO uint32_t BDCR;            //备份域控制寄存器
  __IO uint32_t CSR;             //控制状态寄存器
} RCC_TypeDef;

4. RCC相关头文件和固件库源文件
4.1 时钟使能配置:
RCC_LSEConfig() 、RCC_HSEConfig()、RCC_HSICmd() 、 RCC_LSICmd() 、 RCC_PLLCmd() ……
4.2 时钟源相关配置:
RCC_PLLConfig ()、 RCC_SYSCLKConfig() 、RCC_RTCCLKConfig() …
4.3 分频系数选择配置:
RCC_HCLKConfig()
、 RCC_PCLK1Config() 、 RCC_PCLK2Config()…
4.4 外设时钟使能:

RCC_APB1PeriphClockCmd();    //APB1线上外设时钟使能
RCC_APB2PeriphClockCmd();    //APB2线上外设时钟使能
RCC_AHBPeriphClockCmd();     //AHB线上外设时钟使能

4.5 其他外设时钟配置:
RCC_ADCCLKConfig()、RCC_RTCCLKConfig();
4.6 状态参数获取参数:
RCC_GetClocksFreq()、RCC_GetSYSCLKSource()、RCC_GetFlagStatus();
4.7 RCC中断相关函数:
RCC_ITConfig()、 RCC_GetITStatus() 、 RCC_ClearITPendingBit()…
知识点
1)熟悉时钟系统框图。