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【经验分享】STM32F4时钟注意事项

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STMCU小助手 发布时间:2021-10-13 14:41
花了近一个小时的时间,终于把STM32的时钟树图过了一遍,话不多说,先总结,再详细展开。时钟系统是什么,就像是人的脉搏一样,主要理解以下的几个概念。  ]! u3 p+ t1 D4 d& Y3 X" m

+ |2 n- H' J- j/ E- h) N2 SRC震荡源:即RC电路,全称Resistance-Capacitance Circuits。一个 相移电路(RC电路)或称 RC滤波器、 RC网络, 是一个包含利用电压源、电流源驱使电阻器、电容器运作的电路。有RC串联电路,RC并联电路和RC串并联电路组成,可作为不精准时钟使用。(例如:看门狗时钟)
5 K  E. z3 I8 t& ]8 _/ k. {, n- y& e& S$ R; t
时钟使能:简而言之,就是让时钟开始进行工作,即为使能。图中为半圆形! U' M) C$ g% j& h: V$ H
选择器:用于选择时钟来源,如选择LSE,HSE,LSI图中描述为梯形结构。# C# Q9 ]3 G/ e2 Z6 ]5 v
! j0 m9 y5 H) R' }
RTC:实时时钟(Real-Time Clock)是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲,RTC经过8254电路的变频产生一个频率较低一点的OS(系统)时钟TSC,系统时钟每一个cpu周期加一,每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。8254本身工作也需要有自己的驱动时钟(PIT)4 X. |' q5 Q; j" p
0 L% j$ I* o% H" ]! A, A
分频器:进行除法运算1 U3 N. d" N& f% ?/ s
倍频器:进行乘法运算
& r0 d- V) x: |8 W: U
- o; Y! {6 Z1 ~( M3 D% c' zPLL(Phase Locked Loop): 为锁相回路或锁相环,用来统一整合时脉讯号,使高频器件正常工作,如内存的存取资料等。PLL用于振荡器中的反馈技术。 许多电子设备要正常工作,通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步。一般的晶振由于工艺与成本原因,做不到很高的频率,而在需要高频应用时,有相应的器件VCO,实现转成高频,但并不稳定,故利用锁相环路就可以实现稳定且高频的时脉冲讯号。
" z) B' o8 e2 d* D: a, b, M( e, ]4 i9 P6 w$ r# t
时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL共5个。
# k4 Y3 B; U6 k+ ^5 Y4 k9 D& U7 T" x" H1 |0 S! d# W
①、HSI(high speed inner)是高速内部时钟,RC振荡器,频率为16MHz,精度不高。可以直接作为系统时钟或者用作PLL时钟输入。$ s( E0 z5 p* x: F; }; m' J
②、HSE(high speed outer)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~26MHz。  我所用的开版是10MHZ的晶振,经过倍频可以达到168MHZ。 
6 M3 O# b/ W6 S6 Q ③、LSI(low speed inner)是低速内部时钟,RC振荡器,频率为32kHz,提供低功耗时钟。主要供独立看门狗和自动唤醒单元使用。看门狗对时钟精度要求不高!
2 R" P2 i) A) d: F④、LSE(low speed )是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。RTC  ,这个是比较精准的时钟。  3 B; H- n  v! z" e. H  v
⑤、PLL为锁相环倍频输出。STM32F4有两个PLL:
: ?. u' o3 c" E
15.png
主PLL(PLL)由HSE或者HSI提供时钟信号,并具有两个不同的输出时钟。
6 d9 g' `; l$ x# ]( J% C: w
: u( C, P* ?# w% }9 Z" {9 F第一个输出PLLP用于生成高速的系统时钟(最高168MHz) 上边哪一个是主的  ~/ ^  x( R, a0 j( ~( \: F

$ Y* k0 X' K7 G第二个输出PLLQ用于生成USB OTG FS的时钟(48MHz),随机数发生器的时钟和SDIO时钟。 下面哪一个是次的
% f% K% v$ M, b# o, ?' d
$ M+ E# M# q2 j1 X0 p, S专用PLL(PLLI2S)用于生成精确时钟,从而在I2S(I方S)接口实现高品质音频性能。
/ f& s; _, t1 l* M
16.png
系统时钟SYSCLK:
8 \7 _: t2 M  f2 ^" T: h
- W! h4 q. v7 s3 h- l! q2 |, x①、HSI振荡器时钟
# Q; S  J) ]' I, b' y5 I) R②、HSE振荡器时钟
$ A1 t/ l: J: v8 B③、PLL时钟) e4 a3 u9 [  @( o5 X2 v. ?
9 j; A9 B" i! b0 b/ x9 ]
重点 PLL时钟计算:2 {* b3 T7 X  O: O3 A; r1 n* J

; J! D3 j* _" ^; h输入 f=HSE/ B& P( p1 ^; {) Z. V8 m
PLL=(f*N)/(P*M);. M. n1 }. I3 V  g) L) P3 ]( R" U

7 ^# N' ]! T. v$ r( q1 J$ P例如:PLL=8MHz*N/(M*P)=8MHz*336/(8*2)=168MHz
) \! ~( N6 p* T1 S7 A6 s
& c' v' ]$ ~/ z% `) d- ]系统时钟
7 @# i+ f5 F% g# ^8 o, n以太网时钟! ]$ N: M8 L. ^6 r( R/ {0 L% K

0 l+ d3 p; j% B4 i% L; bAHB  (APB,HCLK。Cortex时钟)
8 c$ T- D* A/ x6 `4 ~5 g2 M. y: l/ l, R& V" o7 A) m
最后上张图
7 ]" W7 z6 L" {4 I4 J& Z
17.png

8 s: Y% N  y' W+ {- f任何外设使用前必须使能相关时钟!!!
. l- M8 v" ^. r( ]/ S9 h任何外设使用前必须使能相关时钟!!!2 r+ J& n4 W; k' L, S
任何外设使用前必须使能相关时钟!!!, ~# U( c' O; O1 f
( Z. {) G) L! `) f1 b) K, ?2 x

$ v: d) I6 y+ J- j- K( b
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