主要内容
' X1 ]% `9 I7 q. D+ `1)STM32L4 时钟树概述;
3 W* X2 R7 _8 ]2)STM32L4 时钟初始化配置;
% Q, Z | @! @/ g2 s3)STM32L4 时钟使能和配置。! |4 n' _7 L( ?4 J6 E3 s* L
- Z1 x3 n/ {, Y: J. Q一、STM32L4 时钟树概述
: D u5 `: B9 [! J时钟系统是 CPU 的脉搏。" c* ?& T+ m9 t5 T$ A8 ]
不同于51单片机一个系统时钟解决一切问题,STM32 有多个时钟源。这是因为STM32本身的外设非常多,但并不是所有外设都需要系统时钟这么高的频率。比如看门狗以及 RTC 只需几十 k 的时钟即可。 X+ ~0 B! w' y2 Q) w
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。
2 e. T( A6 D# K- U* K3 p# r: c) A/ @8 f所以对于较为复杂的 MCU 一般采取多时钟源方法解决这些问题。# } _! P3 [' k$ s( t! I- l$ [
: j% p [# T) y8 J! qSTM32L4 的时钟系统图如下:) d, Y& V3 B- |% ` V% c
]! @& a2 v, q) w, T4 D a6 a( w
- d" n- r: ]. K+ R1 Z% i) H7 T$ |
( m7 [# P7 p3 V3 ^+ X
# X- z$ i1 o, n5 _. Q在 STM32L475 中,有 6 个重要的时钟源,为 HSI、HSE、LSI、LSE、MSI、PLL。
0 I9 O W0 g( G& c* s1 b! y其中PLL 实际为三个时钟源,分别为主 PLL 和、PLLISAI1 和 PLLSAI2。" ]7 O6 n# h9 O/ P: Y( t& y
按照时钟频率,可分为高速时钟源和低速时钟源,其中 HSI,HSE,MSI 及 PLL 是高速时钟,LSI 和 LSE 是低速时钟。$ b0 \3 \- r1 m# Z7 D3 x
按照来源,可分为外部时钟源和内部时钟源,外部时钟源是从外部通过接晶振的方式获取时钟源,HSE 和 LSE 是外部时钟源,其他是内部时钟源。; t. j$ Y+ e' E; a
按上图中红圈标示的顺序分别介绍这6个时钟源:
! n0 h1 w6 T) U* t0 O' J8 d① LSI 是低速内部时钟,RC 振荡器,频率为 32kHz 左右。供独立看门狗、RTC 和 LCD使用。+ r# U! [* L, B1 n
② LSE 是低速外部时钟,接频率为 32.768kHz 的石英晶体。这个主要是 RTC 的时钟源。
8 w7 l6 ^% i% t5 V7 ~4 M③ HSE 是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或者接外部时钟源,频率范围为4MHz-48MHz。本开发板接的是 8MHz 的晶振。HSE 也可以直接做为系统时钟或者 PLL 输入。5 m: n# p$ W' \
④ HSI 是高速内部时钟,RC 振荡器,频率为 16MHz。可以直接作为系统时钟或者用作PLL 输入。
% b, `( ?% v$ b4 P; g/ p5 J⑤ MSI 时钟信号由内部 RC 振荡器产生。其频率范围可通过时钟控制寄存器(RCC_CR)中的 MSIRANGE[3:0]位进行调整。8 ~0 e3 [# G; E a; @
⑥ PLL 为锁相环倍频输出。STM32L4 有三个 PLL:
; R; T: x) H+ `2 i, `1) 主 PLL(PLL)可由 HSE、HSI 或者 MSI 提供时钟信号,并具有三个不同的输出时钟:
. N6 C. o+ Q0 G2 C2 `7 P+ }: a第一个输出 PLLR,用于生成高速的系统时钟(SYSTEM,最高 80MHz);
5 c4 j" \; t! a. H6 P' Q6 B第二个输出 PLLQ,可为 USB、RNG 和 SDMMC 提供时钟源 ;
; O, }: z/ |, b$ P4 D) b第三个输出 PLLP,可用于 SAI1 和 SAI2 时钟。
- Z' O, b$ V+ k7 N5 U0 B2) PLLSAI1 用于生成精确时钟,同样具有三个不同的输出时钟:
% I/ e+ m) H$ m, ]5 l l$ {第一个输出 PLLSAI1P,可用于 SAI1 和 SAI2 时钟;6 j# Y! G- A% y2 c. O% g
第二个输出 PLLSAI1Q,可为 USB、RNG 和 SDMMC 提供时钟源;0 a- N& f, i p1 N0 X
第三个输出 PLLSAI1R,可为 ADC 提供时钟。9 [5 m5 M& M: D' O
3) PLLSAI2 用于生成精确时钟,具有两个不同的输出时钟:
0 C2 K3 U8 e7 u5 I- d第一个输出 PLLSAI2P,可用于 SAI1 和 SAI2 时钟;
- E$ p$ @' u3 U8 {第二个输出 PLLSAI2R,可为 ADC 提供时钟。
- x! M, Z! x( e# {$ F3 K; L' o/ X0 O1 m4 W/ D: o. k! Z
这里重点分析 PLL 时钟第一个高速时钟输出 PLLR 的计算方法。先把图局部放大,如下图所示:3 {5 `$ \) R) J: v. w% G; Q6 m( R
$ i a4 S2 w) M. H' Y
. @# R; E" J/ p' d. a; v0 C# g( e+ |- f
上图中,主 PLL 的时钟源要先经过一个分频系数为 M 的分频器,然后经过倍频系数为 N 的倍频器,出来之后还需要经过分频系数为 R(输出 PLLR 时钟)、或者 P(输出 PLLP时钟)、或者 Q(输出 PLLQ 时钟),最后才生成最终的主 PLL 时钟。
* P6 c1 ]# }, C( @, y3 H& j8 D' e3 ^7 }( u9 R8 f( ]
举个栗子:3 {; z0 ]! s5 f( Z! T4 o& @ e
外部的晶振选择为 8MHz,同时设置分频器 M=1,倍频器倍频系数N=20,分频器分频系数 R=2,那么主 PLL 生成的PLLR 为:
- F8 ?2 W) q' I6 z* E$ F
6 [' v$ O, K+ k0 R3 \3 |' A/ RPLL=8MHz*N/(M*R)=8MHz*20/(1*2)=80MHz
+ I8 {6 q- A( s1 m0 O; l' w0 @8 G如果选择HSE为PLL时钟源,同时SYSCLK时钟源为PLL,那么SYSCLK时钟为80MHz。
- D& G$ V( c: w9 Y4 {; s# s1 [, E9 U9 f0 ]9 f$ P6 {! q
下面,介绍这 6 个时钟源是怎么给各个外设以及系统提供时钟的
6 E% `+ Y( ]' U$ ]* a+ a观察之前给出的时钟系统图中标出的9个字母(A~I):$ i @9 h5 ~3 c' X' f7 M, t6 o
A. 这是看门狗时钟。从图中可以看出看门狗时钟源只能是低速的 LSI 时钟;6 I6 v/ _; E# D$ c. o
B. 这是 RTC 与 LCD 时钟源,可以选择 LSI、LSE 以及 HSE 分频后的时钟,HSE 分频系数可设为 2~31;8 [* ?# _$ A& X" a4 i% l
C. 这是 STM32L475 输出时钟 MCO。MCO 是向芯片 PA8 引脚输出时钟。它有七个时钟来源分别为:LSE、LSI、HSE、SYSCLK、MSI、HSI 和 PLL 时钟;3 y6 \ D& I0 W* v
D. 这是系统时钟。SYSCLK 系统时钟来源有四个方面:HSI,HSE、MSI 和 PLL;. n" r# |2 m& f
E. 这是 PWR 时钟、AHB 时钟、APB1 时钟和 APB2 时钟。这些时钟都是来源于SYSCLK系统时钟。其中AHB、APB1和APB2时钟都是经过SYSCLK时钟分频得来,且这三个时钟最大频率为 80MHz;" D/ j( E: ]6 {
F. 这是 48MHz 时钟,主要用于 USB、RNG、SDMMC 时钟。这里的时钟源来自三个方面:MSI、PLLQ 和 PLLSAI1Q;* V7 V5 g9 C t5 P
G. 这是 ADC 的时钟,这里的时钟源来自三个方面:SYSCLK、PLLSAI1R 和 PLLSAI2R;0 h. K. `4 P s4 i
H. 这里是 SAI1 的时钟,这里的时钟源来自四个方面:PLLP、PLLSAI1P、PLLSAI2P 和SAI1_EXTCLK;5 n- G2 K" X3 {) E
I. 这里是 SAI2 的时钟,这里的时钟源来自四个方面:PLLP、PLLSAI2P、PLLSAI2P 和SAI2_EXTCLK。7 O+ W* V* i" |1 |5 Z
备注; E j" l7 F2 m4 G
1)Cortex系统定时器Systick的时钟源可以是AHB时钟HCLK或HCLK的 8 分频。具体配置参考 Systick 定时器配置。6 p4 C/ j% d, F: `5 D y
2)在以上的时钟输出中,有很多是带使能控制的,例如 AHB 总线时钟、内核时钟、各种 APB1 外设、 APB2 外设等等。当需要使用某模块时,记得一定要先使能对应的时钟。. X4 J: C- U4 `
# ^# n0 i# l/ l& n; h
二、STM32L4 时钟系统初始化配置. w3 m& t. G, E6 x I6 O2 F
在系统启动之后,程序会先执行 HAL 库定义的 SystemInit 函数(该函数位于system_stm32l4xx.c源文件里),进行一些初始化配置:7 i+ w+ b1 w6 V# k
. [* Q5 J9 I6 L0 U: J
- /*********************************************************************
4 q; Y+ a! M3 W% m& P; c - 函数名称:void SystemInit(void)
! b' [6 P. c u* ~, @ - 函数功能:1) FPU 设置 2 O; D+ Y6 C) Z/ X3 t
- 2) 复位 RCC 时钟配置为默认复位值(默认开启 MSI) 6 t- @: E: }" a: c
- 3) 中断向量表地址配置 4 N& V4 k6 H5 R) I6 J* s
- 入口参数:无
: K; s( Q0 G6 f* V& ]' F& p - 返回参数:无
8 }! S- t& u2 R0 w: V' T3 U - **********************************************************************// I" k" V5 q9 k% N) e' G5 I
- void SystemInit(void)
/ d9 A8 q. ?- i, R - {+ E) ~+ D% P. `2 _! w
- #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
& r& o& P! h2 T - SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); // 如果需要 FPU 的话就使能 FPU,设置 CP10 和 CP11 为全访问
* r% }1 s. j0 F' \/ v d - #endif
a8 D' P8 i+ k( G, x, M: I+ \ - /* 复位 RCC 时钟配置为默认配置-----------*/
: W, l/ U% R \7 G; J b# t7 k/ { - RCC->CR |= RCC_CR_MSION; // 打开 MSION 位 / i7 G6 u4 W2 E9 C7 w
- RCC->CFGR = 0x00000000U; // 复位 CFGR 寄存器
+ d. a0 C) J# C9 D - RCC->CR &= 0xEAF6FFFFU; // 清除 HSEON,CSSON,HSION ,PLLON 位
; {* K' k9 ~& `% J/ b+ N* K0 N' ? - RCC->PLLCFGR = 0x00001000U; // 复位 PLLCFGR 寄存器* u1 @1 B1 j$ @3 o
- RCC->CR &= 0xFFFBFFFFU; // 复位 HSEBYP 位 % u& D' K& S/ k9 H* D; Q
- RCC->CIER = 0x00000000U; // 关闭所有的中断
& ^3 Z+ u8 z* Y4 |8 m/ d& l' w - /* 配置中断向量表地址=基地址+偏移地址 ------------------*/
$ v( @- M* y" j3 @ a- t6 h - #ifdef VECT_TAB_SRAM9 l1 Z5 c* x. ^' C! Y! E8 J& b
- SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */+ R. ]0 g# ^+ ~$ Z: N" P* [7 t
- #else0 ^$ D1 K) B2 o+ M" y) X/ O
- SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */
6 Q9 [2 [! N, V. I- v6 m% h - #endif2 T! S& s: v8 {: z) l
- }
复制代码
& @5 |* G4 g( Y8 H& KHAL 库的 SystemInit 函数除了打开 MSI 之外,没有任何时钟相关配置,所以必须编写自己的时钟配置函数。这里,看下正点原子在工程SYSTEM分组下提供的sys.c文件中的时钟初始化函数 SystemClock_Config 的内容:
& {& j1 e+ e+ K0 z( d. t! s, j- e+ m4 M
- /*********************************************************************, [; t3 p e ]% v8 t5 e$ k
- 函数名称:void SystemClock_Config(void)
8 V% ~" F Y) P M2 }4 E - 函数功能:SYSCLK = HSE / PLLM * PLLN / PLLR& S. e" `! X8 h2 `# U9 K% w
- SYSCLK = 8M / 1 * 20 /2 = 80M! |# t- n$ U1 |- R& b
- 入口参数:无& \# Z& v) y: x8 P
- 返回参数:无
5 V% P! Q% `. V/ n; ~( D - **********************************************************************/0 r$ n6 `+ u9 V3 @* g! a1 N# b' h
- void SystemClock_Config(void), Y/ ?# X0 {, O6 R6 V2 z
- {0 j5 T6 {$ k/ X
- HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;
* j( s% U; X2 x$ Q' g& @ - * X9 _2 U& [% _, w @$ X t3 p
- RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
: j7 m7 k$ l& e6 U4 f4 T7 I" P, t/ u - RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
2 X1 W0 p1 }& a$ Z- H
# c3 G! M! ^% @9 p- __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 第一步,使能PWR时钟
7 `9 ?) \6 B5 g0 L* ^4 ^ - /*Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks*/3 f. d" ~4 d; [. C9 Z: c
- RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;// 时钟源选择为 HSE * r4 t& Q! P% s1 i& F4 s2 K8 A
- RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 打开 HSE / j/ e- ]: q1 K: o0 y% j+ @; K. P
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开 PLL
3 ]& ~6 r {1 T5 o - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // PLL 时钟源为 HSE ( c* W0 [- U; k" j# p* `
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;+ ?$ x2 M" X5 u9 _/ P8 N
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20;
' R, M; r5 h+ a7 J9 l! Z; i, T0 ^ - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;% o5 X8 s# m4 u) g7 o4 F' @6 |# @
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;* ~' p, K2 i B
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;" I( @& o( V' ]2 m* W
+ W7 ^" n: _# s. F1 d' f& m- ret = HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); // 第二步,配置时钟源相关参数
; ?3 \% h/ U7 |9 v% _, G - /* 第二步主要功能,开启了HSE时钟源,同时选择PLL时钟源为HSE,同时也配置了PLL的参数 M,N,M,P和Q的值,这样就达到了设置PLL时钟源相关参数的目的。设置好PLL时钟源参数,也就是确定了PLL的时钟频率 */
& Z3 t: p2 |# P% R - @, w! j* J3 m* @' W& X; k5 X
- if(ret != HAL_OK) while(1);
6 B1 U+ [* e7 Z - ' j0 s! N, j0 y
- /*选中 PLL 作为系统时钟源并且配置 AHB、APB1、APB2*/ 0 a" f: j( v- G2 l/ f! U2 x" j
- RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK6 |/ I r9 z& F- j) I* |
- | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 配置SYSCLK,HCLK、PCLK2、PCLK1四个时钟。
6 g' a1 U; K8 K. \) O% M - RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 选择系统时钟源为 PLL
9 L! [9 Y/ c, |" ^& r - RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB 分频系数为 1
! w! G6 g0 @' O: } - RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1 分频系数为 1% \3 o- T! }1 \/ s6 y7 w
- RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2 分频系数为 13 C0 j, N5 t5 N5 ]& A$ @( U
- # N8 N3 b! e+ E
- ret = HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4); // 第三步, 配置系统时钟源以及SYSCLK、AHB,APB1和APB2的分频系数7 M3 b0 s4 P- D, [# d0 |
- /* 第三步配置后,可以计算出:
' ~; F" F4 ~3 j" G+ G - PLL时钟为 PLLCLK=HSE*N/(M*R)=8MHz*20/(1*2)=80MHz;1 L$ `. c) Y" ~/ ?4 Y
- 选择系统时钟源为 PLL,所以系统时钟SYSCLK=80MHz;+ u, G. {* z/ R& Y9 j7 f' n
- AHB 分频系数为 1,故其频率为 HCLK=SYSCLK/1=80MHz;
% j, b9 l+ h6 ? A" z" \, a) Y - APB1 分频系数为 1,故其频率为PCLK1=HCLK/1=80MHz;6 i2 i( m5 x$ V3 {! T# I
- APB2 分频系数为 1,故其频率为 PCLK2=HCLK/1=80MHz。*/
/ j# h% s+ b ~' k# F -
/ m( t( k- M3 e- W( w% d - if(ret != HAL_OK) while(1);
1 C# Y" d$ w& Y% V: y% P, g
+ K+ ?1 C3 u4 c& ~. }8 S% a- /*配置主内部调压器输出电压级别*/3 e: e5 F. M4 X' W" [
- ret = HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); // 第四步, 设置调压器输出电压级别8 }3 h; Q/ i! l
7 b! d! A. f. a3 ~* J- if(ret != HAL_OK) while(1);: f7 `; X" m3 G2 `6 ]
- }
复制代码
5 A9 H; c4 @# K" R4 `9 G0 J函数 SystemClock_Config 的作用是进行时钟系统配置,除了配置 PLL 相关参数确定SYSCLK值之外,还配置了AHB,APB1和APB2的分频系数,也就是确定了HCLK,PCLK1 和 PCLK2 时钟值。+ B; a# C; k) X( }
使用 HAL 库配置 STM32L4 时钟系统的一般步骤:
0 N# S; K! R x: I& e* u. k6 m* o% M/ j" [& y' m) S
使能 PWR 时钟:调用函数__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE() ,因为后面要设置调压器输出电压级别是电源控制相关配置;
6 n: G/ Q' _, {* V0 `5 M8 x配置时钟源相关参数:调用函数 HAL_RCC_OscConfig()。! n7 o' w# M- O5 p3 e6 H
配置系统时钟源以及 SYSCLK 、 AHB,APB1 和 APB2 的分频系数:调用函数HAL_RCC_ClockConfig()。
$ j y& z/ p, c设置调压器输出电压级别:调用函数 HAL_PWREx_ControlVoltageScaling ()。
" a& p: R) ~! K) s& E! ~+ m对于步骤2,使用HAL库来配置时钟源相关参数,调用了HAL_RCC_OscConfig()函数,该函数在HAL库头文件stm32l4xx_hal_rcc.h中声明如下:
0 F9 K5 O! i) F" e2 s, Y' B* v2 ` q- HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct)
复制代码 . v% N6 e7 Z, v( W t! U2 j3 c3 K
HAL_RCC_OscConfig()函数只有一个入口参数,即RCC_OscInitTypeDef类型指针,定义如下:- E( D4 l# ^8 B2 C/ u+ w
8 [$ T* Y8 K- m- typedef struct
' Z- M. G0 V/ `2 c8 r - {
. ]* E; Y: \& C0 l G - uint32_t OscillatorType; // 需要选择配置的振荡器类型 , c2 `7 M6 n* z+ r% b
- uint32_t HSEState; // HSE 状态 " k# r5 C% C" A# Y
- uint32_t LSEState; // LSE 状态
3 v/ {& |7 V5 u0 S2 V - uint32_t HSIState; // HSI 状态
! e6 W, o* Y( Q1 |% L9 M - uint32_t HSICalibrationValue; // HSI 校准值 . @3 E# ^" J: m: N* g7 E# z2 L
- uint32_t LSIState; // LSI 状态 2 h8 w, h9 p$ D% T
- uint32_t MSIState // MSI 的状态 5 N+ }! G# Q3 p8 u
- uint32_t MSICalibrationValue; // MSI 校准值 " p6 M/ ?5 f" {) j- y
- uint32_t MSIClockRange; // MSI 时钟范围
; {; u1 O2 |$ y - uint32_t HSI48State; // HSI48 状态
- f! P; ~0 U* c; P - RCC_PLLInitTypeDef PLL; // PLL 配置 * |$ C3 ]/ Y; l; G
- }
S j* z# B* F; U' L) ^ - RCC_OscInitTypeDef;
复制代码 5 e' o' k- \3 r0 w z3 r; _
该结构体前几个参数用来选择配置的振荡器类型,如要开启 HSE,那么设置 OscillatorType 的值为 RCC_OSCILLATORTYPE_HSE,然后设置 HSEState 的值为 RCC_HSE_ON 开启 HSE。对于其他时钟源 HSI,LSI 和 LSE,配置方法类似。7 I9 f l8 {" u) w" ?
该结构体还有一个很重要的成员变量是 PLL,它是结构体 RCC_PLLInitTypeDef 类型。它的作用是配置 PLL相关参数,定义如下:
% T7 D \1 n3 k2 s* X/ U4 O H
- x. J9 i0 S5 t- q* w- typedef struct & {9 w$ \' [5 U
- { % K0 x+ x- Q# V6 S6 D+ n
- uint32_t PLLState; // PLL 状态 ! P: @" Z) x% T( s1 f
- uint32_t PLLSource; // PLL 时钟源
( |0 |- S5 ^. f - uint32_t PLLM; // PLL 分频系数 M / L2 s! G5 P. V8 Z6 C! ^
- uint32_t PLLN; // PLL 倍频系数 N 8 ^( } m' ?& Y N$ R
- uint32_t PLLP; // PLL 分频系数 P
1 p& w$ J9 ~$ h! f - uint32_t PLLQ; // PLL 分频系数 Q
1 i; B5 [$ M: B- k" J( l* ^ - uint32_t PLLR; // PLL 分频系数 R
" P: X( W6 T5 {- L6 {8 s6 C' B+ T - }
1 Q0 H7 G# x+ y - RCC_PLLInitTypeDef;
复制代码 6 D" W& N: X5 i/ Y( @
该结构体主要用来设置 PLL 时钟源以及相关分频倍频参数。/ E9 A% t/ r# ^. v8 t
, m' a) T+ l1 u/ [9 ]
对于步骤3,HAL_RCC_ClockConfig()函数,声明如下:
% O% N! e. O: }! T# K( j- }, a* J6 J* ?' ]
- HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t FLatency);
复制代码 * a& s# Y$ @' Y0 ?' E
该函数有两个入口参数,第一个入口参数 RCC_ClkInitStruct 是结构体 RCC_ClkInitTypeDef指针类型,用来设置 SYSCLK 时钟源以及 SYSCLK、AHB,APB1 和 APB2 的分频系数。第二个入口参数 FLatency 用来设置 FLASH 延迟。: Z9 J. g" k- U( F& P3 J
( W; f3 W/ [9 |2 M对于步骤3中函数 HAL_RCC_ClockConfig 第二个入口参数 FLatency的含义和步骤四,只需要知道调压器输出电压级别 VOS 和FLASH的! e6 ^% W; n9 F7 j+ ` z9 m
延迟Latency 两个参数,在我们芯片电源电压和 HCLK 固定之后,他们两个参数也是固定的。& Z0 h# l- D7 ?2 c% W7 p2 N
首先我们来看看调压器输出电压级别 VOS,它是由 PWR 控制寄存器 CR1 的位 10:9 来确定的:+ I: {- a% k( |$ U7 l
8 k$ t3 N2 s( {. m8 V+ F- 位 15:14 VOS[1:0]
) t9 |' R" B4 d: X - 00: Cannot be written
8 r" x( l2 o5 _% H' v+ F6 E - 01:Range 1
1 R* R' i" o9 T8 v+ K6 N0 E - 10:Range 2
$ Q2 C. a+ x1 e: T5 Z- v - 11: Cannot be written
复制代码 o5 B D% K& P
级别数值越小工作频率越高,所以如果要配置 L4 的主频为 80MHz,那么必须配置调压器输出电压级别 VOS 为级别 1。3 A3 a9 `$ D3 S: e
配置好调压器输出电压级别 VOS 之后,如果需要 L4 主频要达到 80MHz,还需要配置FLASH 延迟 Latency。对于 STM32L4 系列,FLASH 延迟配置参数值是通过下表来确定的:, [$ b, H. R' X8 D
; M9 ~* D& u* S; W" W/ s: Z( t) ?# z. o7 {( C* Y( Q. ^4 U
( \# w! a" l( w" R1 O3 H
可以看出,在 Vcore Range 1 时如果 HCLK 为 80Mhz,那么等待周期要 4WS 也就是5个CPU周期。在SystemClock_Config()函数中,设置值为 FLASH_LATENCY_4,也就是4WS,5个CPU 周期。
* W7 H O9 ]' ~* l: l: G/ g' Y
/ D* w5 ~, R) F' j三、STM32L4 时钟使能和配置5 Y* o7 ]! ?' q% ]; a0 ~
在配置好时钟系统之后,如果要使用某些外设,例如 GPIO,ADC 等,还要使能这些外设时钟。注意,如果在使用外设之前没有使能外设时钟,这个外设是不可能正常运行的。STM32 的外设时钟使能是在 RCC 相关寄存器中配置的。 s$ N; C+ u! g4 E) ?% P4 h
; \, G5 X7 s7 V7 s5 l/ s
通过STM32L4的HAL库使能外设时钟的方法 I( p$ F) B4 ~3 q! `$ `
在 STM32L4 的 HAL 库中,外设时钟使能操作都是在 RCC 相关固件库文件头文件stm32l4xx_hal_rcc.h 定义的。设时钟使能在 HAL 库中都是通过宏定义标识符来实现的。# l, n2 F1 ^' J' a# b
举个栗子* q+ t5 Y, _1 x; ]
看看 GPIOA 的外设时钟使能宏定义标识符:$ k9 Y6 k& R- f) i0 L
" T" Z x4 n& z1 h s6 y' K- #define __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE() do { \ ' ~% T5 o5 u+ u6 B, Q! t6 B5 n
- __IO uint32_t tmpreg; \
) V9 a( j; }1 H4 h6 { - SET_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN); \ 0 z8 q8 h; ], r1 S4 O
- tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN); \ # M2 P3 r0 G. }5 R* ]
- UNUSED(tmpreg); \ / ~% h4 [! J& C: X
- } while(0)
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7 @5 Q h0 o4 I; y' Q3 i这几行代码主要定义了一个宏定义标识符__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(),其核心操作是通过下面这行代码实现的:
1 F, n7 o) ]9 s2 f9 A: k# Y, C; f: ~) F0 U6 S% Y
- SET_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN);
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8 h" b" g. @% h5 }' |- C6 h这行代码的作用是,设置寄存器 RCC->AHB2ENR 的相关位为 1,至于是哪个位,是由宏定义标识符 RCC_AHB2ENR_GPIOAEN 的值决定的,而它的值为:
+ H' B- s. `* _) J
9 t1 p& s% G" ^, x- #define RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Pos (0U)
5 Z5 Z! k- R+ E9 s" @9 x6 T- N3 q - #define RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Msk (0x1UL << RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Pos)
. @0 X! Y* f& p% n5 l - #define RCC_AHB2ENR_GPIOAEN RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Msk
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4 t& R2 z8 }0 C& H+ {8 ^8 C上面三行代码很容易计算出来 RCC_AHB2ENR_GPIOAEN= 0x00000001,因此上面代码的作用是设置寄存器 RCC->AHB2ENR 寄存器的最低位为 1。从 STM32L4 的参考手册中搜索 AHB2ENR 寄存器定义,最低位的作用是用来使用 GPIOA 时钟。AHB2ENR 寄存器的位 03 e! F% B! H, ~/ H
描述如下:
/ r M* E+ U, [2 v8 S6 s8 s8 d9 s: \
- Bit 0 GPIOAEN: IO port A clock enable // GPIOA 时钟使能
7 p J/ A- x6 W: C# w" V6 U - Set and cleared by software. // 由软件置 1 和清零 5 A! Z/ M# w7 y" w6 k9 L! L3 s
- 0: IO port A clock disabled // 禁止 GPIOA 时钟 , b4 Q/ l) \" t
- 1: IO port A clock enabled // 使能 GPIOA 时钟
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( L; D) D. Q. E6 x那么只要在用户程序中调用宏定义标识符__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()就可以实现 GPIOA 时钟使能。使用方法为:' Q( O$ g, S' ]. o/ H8 Z; p
3 f& Y3 \) w4 d/ K+ c3 r
- __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能 GPIOA 时钟
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+ E$ r8 H9 s: }' L对于其他外设,同样都是在 stm32l4xx_hal_rcc.h 头文件中定义,只需要找到相关宏定义标识符即可,这里列出几个常用使能外设时钟的宏定义标识符使用方法:- __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); // 使能 DMA1 时钟 $ `) [/ \. E4 l0 x9 q, B/ U
- __HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE(); // 使能串口 2 时钟 ! B) | f/ b5 U$ I. p+ [
- __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); // 使能 TIM1 时钟
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使用外设的时候需要使能外设时钟,如果不需要使用某个外设,同样可以禁止某个外设时钟。禁止外设时钟使用方法和使能外设时钟非常类似,同样是头文件中定义的宏定义标识符。以 GPIOA 为例,宏定义标识符为:- #define __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE() 1 _6 m7 c8 J7 {; ?& W" T6 V
- CLEAR_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN)
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" f5 i0 v/ p s' s/ p" I, f Q1 z: w同样,宏定义标识符__HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE() 的作用是设置RCC->AHB2ENR 寄存器的最低位为0,也就是禁止GPIOA时钟。这里同样列出几个常用的禁止外设时钟的宏定义标识符使用方法:& {5 N+ f+ o$ G8 R- D+ p
f( G4 D( W' P# `( V/ |3 \- __HAL_RCC_DMA1_CLK_DISABLE(); // 禁止 DMA1 时钟 + S+ W/ L) [ A ?" ?) K" b$ S
- __HAL_RCC_USART2_CLK_DISABLE(); // 禁止串口 2 时钟 8 }$ \. t0 d: i4 k
- __HAL_RCC_TIM1_CLK_DISABLE(); // 禁止 TIM1 时钟
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