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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。6 g9 _( f( ]& l& g8 L

- ^) Z6 j$ \" U# H7 WRC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)
; n' s; n$ P; a' S/ B
* ]6 D# O+ r: m$ H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
4 P" c, X% M+ W' [, K/ |- e# v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。4 v3 [/ i8 |6 A) O' O

3 e  B. ?3 o& y, m8 H) Q3 vRTC: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)) J  m9 ~9 b& s% o4 I

+ a, g6 H* q! }分频器:进行除法运算& g( K7 S) X2 S4 Q/ L" }/ [7 M
倍频器:进行乘法运算  [4 s3 w6 ?! U& t$ t
4 w% }% d8 x5 O2 O( [; G
PLL(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。
9 l3 ]. o8 ?& X2 y- Z# h% q+ c4 F0 ]
; m* K& O9 q" e& J时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL共5个。
5 j5 j9 I* e/ s2 `
/ ?! b6 Q/ O% h5 L2 |* C 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。  k) B/ o9 ?* N) ~, @; S( [1 l
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。 
: n2 u& L* G9 b) A 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!
3 X1 B1 ]. }0 e8 l6 u④、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。 
  I$ D; t3 X, `6 I3 t⑤、PLL为锁相环倍频输出。STM32F4有两个PLL:
9 e, j6 v( ?' N# h/ g9 S
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。& U: k1 o2 u5 p. ]2 t
, _# i/ m) Q3 x
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
& u! c# A, m8 @
; c% Z! g. m. y4 h' ^7 l: u
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
* Y4 L7 R" P- \: O9 [' }$ [+ l
! _9 e& c8 d/ ^, o7 }# z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。/ z2 W. |2 `/ f1 [  T" g! r0 N* M5 a
16.png
系统时钟SYSCLK:# B' T  N0 k: r. L3 Z( {

" e# Y  a3 I' Q& o! m①、HSI振荡器时钟; P4 o/ x* M7 ^% G
②、HSE振荡器时钟
+ ]4 Q# J  x- _# [$ B/ ]# E③、PLL时钟8 B2 o5 M2 S4 A2 J( y3 @
9 T4 O/ W/ V! F3 q- x) {
重点 PLL时钟计算:; \: z; Q8 y3 M' B  e4 [
) o4 B& l* [( V- C) U1 V* }
输入 f=HSE
8 @) t+ k" A& ~$ E) a* uPLL=(f*N)/(P*M);; ]4 }' g$ v# X; L: `2 e5 H
: I1 z  w9 j$ p8 [* V; V
例如:PLL=8MHz*N/(M*P)=8MHz*336/(8*2)=168MHz
$ o( h3 L/ [8 b; ^3 G' O
9 r+ f6 J; Y$ D; b' Z  g  D" [系统时钟  i5 K  v9 M( @' s1 h8 q! D' T
以太网时钟. m, W% s: M4 Q( D  M3 x! g
: `! Q# q  G! I6 w1 m. f/ J1 h  d
AHB  (APB,HCLK。Cortex时钟)
6 Q+ w5 J6 Z) O! ?5 r1 h9 R& r2 P4 ~0 D) G. |! z% W
最后上张图
1 _# y- R5 w. H0 H$ n1 }
17.png
$ m& L# M2 `1 [0 }0 V1 ~
任何外设使用前必须使能相关时钟!!!% X( _( J* Q; x
任何外设使用前必须使能相关时钟!!!# P! I* ^/ G6 n  |% h+ q- _
任何外设使用前必须使能相关时钟!!!; M( w0 R1 i: _( k

( a: h1 U9 u, M4 C- W. P! \0 I8 d. F3 W, r2 a5 Z7 C
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