主要内容. s- H8 J* S n5 g4 A. F, R
1)STM32L4 时钟树概述;( c) o& ?( L& A& O
2)STM32L4 时钟初始化配置; W, Q+ O4 c1 V+ R# L) B ^
3)STM32L4 时钟使能和配置。
1 d C+ F% z2 |5 e$ T1 i* ~2 E2 i$ |6 A" x
一、STM32L4 时钟树概述
+ R% g! T' c3 r' Y7 I时钟系统是 CPU 的脉搏。
2 z `+ s+ O/ d6 I: P7 T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。
5 d# |! e, \5 \; y( ~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。
Y, F R1 ~9 i0 W; f' e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。
/ a9 ^& q4 X) l: R: _+ s. ~4 Q& ?, j1 Z- o% R7 g e
STM32L4 的时钟系统图如下:
! n1 M2 N6 E! ?0 X2 c
4 n1 ^! \" p% h& Y+ F, ]+ M! K
3 n8 l3 H, M) Z6 `& V( H7 v4 U2 G; E" @0 z- b0 e
, j0 v- E- y5 V在 STM32L475 中,有 6 个重要的时钟源,为 HSI、HSE、LSI、LSE、MSI、PLL。% b1 g6 g. ^2 A) u
其中PLL 实际为三个时钟源,分别为主 PLL 和、PLLISAI1 和 PLLSAI2。1 O5 Y/ B6 N% I
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。2 L4 X" O. R1 I
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。
" F; F9 O9 R0 I8 R6 V. h按上图中红圈标示的顺序分别介绍这6个时钟源:
% t8 Y7 j; o9 {1 x K! s! I① 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。7 P* S8 u1 m$ L7 j( ]; k, T) y5 y
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。* Z, g( d( ~' p2 n
③ 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。. \/ A, p. d6 I8 B+ R" [
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。6 q# L, e( [' |) b2 q( {6 b1 w
⑤ 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。& I& Y+ f5 g$ ~# q+ X
⑥ PLL 为锁相环倍频输出。STM32L4 有三个 PLL:
, U) M' |% C! k* \3 f3 m+ Y( D" g1) 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:
) S& ?( Z7 [' t( U' r5 x第一个输出 PLLR,用于生成高速的系统时钟(SYSTEM,最高 80MHz);
* }0 l7 f" Z: ^7 e1 A第二个输出 PLLQ,可为 USB、RNG 和 SDMMC 提供时钟源 ;1 W7 B& T; R: U8 S& ~- K$ M% x
第三个输出 PLLP,可用于 SAI1 和 SAI2 时钟。
4 E" \" O+ Z$ ~8 L7 S) X2) PLLSAI1 用于生成精确时钟,同样具有三个不同的输出时钟:
4 D7 a4 ^7 d& o7 S7 j第一个输出 PLLSAI1P,可用于 SAI1 和 SAI2 时钟;
9 Y8 u+ G8 [* ?1 N第二个输出 PLLSAI1Q,可为 USB、RNG 和 SDMMC 提供时钟源;
. L; b3 D- Y1 w8 P5 k第三个输出 PLLSAI1R,可为 ADC 提供时钟。
! e6 P8 W p+ Q" s9 v9 B3) PLLSAI2 用于生成精确时钟,具有两个不同的输出时钟: Y/ T0 D" @& @8 k8 k/ E
第一个输出 PLLSAI2P,可用于 SAI1 和 SAI2 时钟;
% C2 Y. C# |! q* S第二个输出 PLLSAI2R,可为 ADC 提供时钟。
6 [' s, v( q/ @; j8 m$ V: p5 h8 {5 ^8 y4 U
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:
& [: k- G) @) A, U/ ~" ? N' Y& u/ f( c
6 C+ C/ e; S' U. x) h: z* z
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。( a6 H3 H& j6 E' v% r
) A* S, r( w7 v- G5 L& I2 J举个栗子:
4 N' g% I- P' i% s1 {" t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:$ {; W( g* V0 P
$ A" E! n- n; \ H8 nPLL=8MHz*N/(M*R)=8MHz*20/(1*2)=80MHz
" @( m% e* q' `( ]6 U# A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。; f W" ]. b! z/ z! {/ ]3 P: g7 Q0 |
& n, z/ e2 l# ~; F3 T4 k
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4 q: I* m9 }7 u3 l0 \1 D2 w
观察之前给出的时钟系统图中标出的9个字母(A~I):+ T* K& F1 M' q. r9 }5 R* _
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;& O) H; c: r9 v) U6 `
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;& Q. o' N2 i/ j) g
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;7 a5 b- @2 d G6 d; v1 I! ~( S, x
D. 这是系统时钟。SYSCLK 系统时钟来源有四个方面:HSI,HSE、MSI 和 PLL;
5 s5 @* P& O# C9 f) DE. 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;
5 o$ K' f( Y: F6 o' G0 K, EF. 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;9 T6 T7 A4 T# x" v0 b
G. 这是 ADC 的时钟,这里的时钟源来自三个方面:SYSCLK、PLLSAI1R 和 PLLSAI2R;; P3 X+ k% V! v: m4 ]& Q
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;: N, J T9 F \/ U
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。
2 s8 J! x$ ^6 \, g. F/ e6 Y备注
( k; e1 M9 F. n* m/ b; k1)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。3 Y9 p2 C3 r- ^5 R
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。% n6 X5 q6 q9 n# v! n
. x/ D, c* F9 `, u二、STM32L4 时钟系统初始化配置7 H- m# D2 P2 V1 A3 ~
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:
O5 R8 L& t& u- s" j) ]% h ~0 J. g0 [& g
- /*********************************************************************
' Z) W. O6 y6 ?$ ]' ?6 }1 f - 函数名称:void SystemInit(void)
" M- D7 Y& e1 D" r+ _# m1 | - 函数功能:1) FPU 设置
; e5 p" k% U& s - 2) 复位 RCC 时钟配置为默认复位值(默认开启 MSI) & k5 |0 n6 g; S/ S3 @8 u. T
- 3) 中断向量表地址配置 2 l8 w- h. M9 u( x
- 入口参数:无
0 ^. K. M! q" F# g" n - 返回参数:无
' [0 f) c" v1 G2 n2 E - **********************************************************************/
3 O8 @# r' J6 Y - void SystemInit(void)/ Q( `+ N% z& e; \) P2 F! a
- {
# a1 b! q D! g) U - #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1). p b0 K8 j0 t' V# F4 A$ a
- 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 7 ~8 G; ` ^! F& t9 H
- #endif
; r, A+ [/ j, ^' m* t/ V: T3 s - /* 复位 RCC 时钟配置为默认配置-----------*/
3 R/ H$ q& B% F4 L$ U - RCC->CR |= RCC_CR_MSION; // 打开 MSION 位 3 c% Q% r* L1 r A8 U) r; ?: D
- RCC->CFGR = 0x00000000U; // 复位 CFGR 寄存器 ; e9 p* }" q* W( G% B3 Q
- RCC->CR &= 0xEAF6FFFFU; // 清除 HSEON,CSSON,HSION ,PLLON 位
& H, n; ]# H- V& p- b/ ? - RCC->PLLCFGR = 0x00001000U; // 复位 PLLCFGR 寄存器
7 p9 C9 b2 `, o* u; ?/ V8 u/ X - RCC->CR &= 0xFFFBFFFFU; // 复位 HSEBYP 位
6 G/ N4 S3 X5 Y3 z3 R1 y& ]; Y - RCC->CIER = 0x00000000U; // 关闭所有的中断 / y8 K7 C, Y W t- b/ G
- /* 配置中断向量表地址=基地址+偏移地址 ------------------*/ + X3 v0 z% e: }% R( U/ o* w
- #ifdef VECT_TAB_SRAM
: {9 Q; E9 A9 R4 D - SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */$ J$ V4 c& ?% T7 J6 ?
- #else
5 b2 |2 C: k$ P# c6 S: S. O - SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */. y3 W6 B5 F/ v; y8 [1 x7 }5 M
- #endif! d5 z4 N) y; ?4 H% I# ?: p. Y% t
- }
复制代码 4 t' Y' P% c: S/ P
HAL 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:
7 K& \" Y6 u. a) H$ \$ g* i" T. `
6 m7 F1 d6 `9 u* r- /*********************************************************************
) H1 r- P2 d/ V- M* n8 k - 函数名称:void SystemClock_Config(void)
* N! P/ d4 l. j9 H1 F/ D3 E - 函数功能:SYSCLK = HSE / PLLM * PLLN / PLLR Q+ F3 Q1 [9 u9 C6 y* ]
- SYSCLK = 8M / 1 * 20 /2 = 80M
9 J" u9 | b4 `5 {' H/ C - 入口参数:无
& \( n8 h+ w5 O9 B) [% C - 返回参数:无7 O3 N8 D' E: H/ i
- **********************************************************************/: z( x0 W" L, h; c' ?3 a5 O) r
- void SystemClock_Config(void)/ r. ], R% l) p2 R0 U7 e; N; w" q# i9 t
- {" L; L2 X7 V! Z. @' ]0 \ E
- HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;- e7 d& m* r- V3 x( a; Z% h
- 2 o! X$ h; g( n
- RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
& V( j+ n# [6 g, J, H - RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
0 G% S7 d$ ^# O+ ]% r; P$ v
) `1 ^" ^& M" g. ]9 l$ t" {6 n- __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 第一步,使能PWR时钟
2 {- j) P& A; o0 H9 X3 b - /*Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks*/
3 E! U5 b) A3 j9 a* {; k - RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;// 时钟源选择为 HSE
# t' F' J) k5 L4 ^: u1 U: U - RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 打开 HSE
- I- r& U0 ]( { - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开 PLL 7 c# I8 `. I, w- O I+ O7 \
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // PLL 时钟源为 HSE
+ y$ `' o' K* x3 r* P: u- H" k - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;- `0 y* c6 X8 ~+ i- z
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20;
+ B8 ]2 y9 i1 q+ k5 W4 @" K! S - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;# g8 z7 `7 ^. [# e" |
- RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
6 d5 x( `5 J: T4 D0 z- T0 v - RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
+ q3 W4 `6 |- `$ _6 O+ _3 Y
6 X4 W$ y8 k; y8 H v6 }$ J- [- ret = HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); // 第二步,配置时钟源相关参数( h C$ N6 w( Y0 l' v8 M# E
- /* 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 */ 1 Q' M( g% J( X7 @# M! X/ y
- # z5 V# M8 T Y2 @% I. N; b* {$ L& h
- if(ret != HAL_OK) while(1);6 ? _; c' ~2 N- K; h# S
- + j7 b* @; ~9 `9 A3 ~
- /*选中 PLL 作为系统时钟源并且配置 AHB、APB1、APB2*/
! N) [' A/ n( T# H) ]/ g5 | - RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK+ M" W# }& }' V) Q7 ~
- | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 配置SYSCLK,HCLK、PCLK2、PCLK1四个时钟。
3 D1 ?0 s# V) O& k7 u, T - RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 选择系统时钟源为 PLL
/ @ G, v" e" s) M - RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB 分频系数为 1
* W, D- u$ K1 O* ~4 P z3 s - RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1 分频系数为 1
0 b( Q/ z, k8 M6 N1 C R - RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2 分频系数为 1
" E, l& B0 h1 n5 v
- D2 B o! N; d( r& d+ W: a. C6 ?3 u. N- 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
$ d1 w! Z# Z0 Y/ e! ^5 N - /* 第三步配置后,可以计算出:
3 H- X4 i9 r' w b& q9 O - PLL时钟为 PLLCLK=HSE*N/(M*R)=8MHz*20/(1*2)=80MHz;
# E8 }$ L+ [. A' H V - 选择系统时钟源为 PLL,所以系统时钟SYSCLK=80MHz;
) }/ w* X- w' v. r3 U. K0 z) o! m% R - AHB 分频系数为 1,故其频率为 HCLK=SYSCLK/1=80MHz;
6 ~' A, H; v# F- g - APB1 分频系数为 1,故其频率为PCLK1=HCLK/1=80MHz;( C$ e; A' }2 D
- APB2 分频系数为 1,故其频率为 PCLK2=HCLK/1=80MHz。*/
0 s# ?7 f, ]9 V% | -
6 f0 k/ C6 @) T& J) V7 b - if(ret != HAL_OK) while(1);/ k- ]& B8 p0 ^
- / A' k- Y9 ]* |5 J4 j& W4 {1 m0 s7 p
- /*配置主内部调压器输出电压级别*/
) R* ~) h j, |3 \! b% q - ret = HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); // 第四步, 设置调压器输出电压级别' h% z. m/ @: O- i/ R9 I9 W( ~
( Q) ?/ m) |$ S& w* D. n, J- if(ret != HAL_OK) while(1);& M8 [" {8 G* J4 B$ Q
- }
复制代码 $ }4 C" K+ r; A+ O0 p- n: t
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。
) o4 c; v1 @6 _) A$ i使用 HAL 库配置 STM32L4 时钟系统的一般步骤:' e) |& ]( O0 ~+ ]7 k
) _; b* d9 @2 _8 I+ d9 x: ~1 a; ^
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;( ~9 v6 n! E6 ~; q& a1 c
配置时钟源相关参数:调用函数 HAL_RCC_OscConfig()。
- k7 {6 f! o; K& Q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()。3 Z! E+ ], X# ~1 y
设置调压器输出电压级别:调用函数 HAL_PWREx_ControlVoltageScaling ()。
N# q3 M4 S9 W. R+ q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:# u3 J7 h, }7 L
- HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct)
复制代码 + B3 d: Q0 D" \
HAL_RCC_OscConfig()函数只有一个入口参数,即RCC_OscInitTypeDef类型指针,定义如下:
0 A/ [+ q! ]6 z5 _! j' @4 Y! ^0 s2 n8 u8 p, W
- typedef struct 7 ]/ g N) f, Z# M0 \
- { 5 c# r# o5 i0 A
- uint32_t OscillatorType; // 需要选择配置的振荡器类型 $ ^, z7 j1 _/ O {5 M; A( r
- uint32_t HSEState; // HSE 状态 5 H7 r" o: M* C3 I& o
- uint32_t LSEState; // LSE 状态
# t: {; d B2 M' R! s0 W - uint32_t HSIState; // HSI 状态
1 x! C0 y! {2 W& h3 s+ r9 a - uint32_t HSICalibrationValue; // HSI 校准值 $ _2 N) X/ z3 K0 O
- uint32_t LSIState; // LSI 状态
8 g3 q) ~2 P( L% d - uint32_t MSIState // MSI 的状态 3 j3 t; k. m* q4 \; d/ ~
- uint32_t MSICalibrationValue; // MSI 校准值 9 N# Z2 C$ K" y3 }+ g6 {) ]* @1 v
- uint32_t MSIClockRange; // MSI 时钟范围
, S% Q+ S9 z7 y* R* V - uint32_t HSI48State; // HSI48 状态 9 _$ F0 y e2 ^# g3 w' O
- RCC_PLLInitTypeDef PLL; // PLL 配置
# x& f3 O, l/ | M, e6 [& s - }, L5 B/ j* _/ z- t N+ {0 ^% z' _
- RCC_OscInitTypeDef;
复制代码 # c/ M: b8 [: k& e* _0 ]- d
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。
: z/ Z& y4 k9 i0 t/ 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:
/ t6 E, \5 Q6 _
4 W& \# \& Z( S5 s) B9 O1 G; h- typedef struct . n0 r; [0 F# E O
- { 3 N, D7 j2 J7 f# V3 K
- uint32_t PLLState; // PLL 状态
! E( U% B$ W1 f1 R B - uint32_t PLLSource; // PLL 时钟源
7 u, j; u# y& e5 {% t3 A& a - uint32_t PLLM; // PLL 分频系数 M . f5 k' X& p0 Q2 |# U( `5 c
- uint32_t PLLN; // PLL 倍频系数 N
1 R; a6 _/ e. y - uint32_t PLLP; // PLL 分频系数 P . p9 O4 _% |$ ]5 P% \
- uint32_t PLLQ; // PLL 分频系数 Q & p6 Y0 E9 e+ k& C8 l% e5 s
- uint32_t PLLR; // PLL 分频系数 R
. L3 }' d1 q2 A8 _6 b$ {9 H6 D - }
4 D: k' n# I+ Q# r4 j - RCC_PLLInitTypeDef;
复制代码
( h+ q7 g5 L4 ~' d; j* ?! q! O' 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。
3 @. F! K' Z# G3 Z3 I
/ l5 G2 z! H- W* K, w( m. o对于步骤3,HAL_RCC_ClockConfig()函数,声明如下:6 N! G# M3 h# G1 F' a5 ~. ~6 N
5 [! u6 {$ `$ ~; u
- HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t FLatency);
复制代码 1 I! Z% ?% ^1 d/ S5 D M K! Q( U9 S
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。2 I0 V% w7 E6 L! J5 S
8 \( N1 e9 R3 Y) ?' ]% }$ `
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 C' Q7 J0 D: c& `, [) h# Y
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。; m( l. D. @8 g. ~8 m5 l- s4 L' ?
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:* B, _; S) C; A6 i' i% R
" ^% |8 ?* s7 e: \8 p0 B+ b
- 位 15:14 VOS[1:0]
! v3 V: k6 c W2 Z* e! h: a* J- @ - 00: Cannot be written
! A6 j" T) r: m9 B - 01:Range 1 8 B+ F: c$ J; P/ _9 i6 v% O
- 10:Range 2 7 h3 a& f) V2 s
- 11: Cannot be written
复制代码 0 |; n7 a o" h* a$ P: U# C
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。
8 v4 C1 y' ]) F! q9 ^4 C: `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:
3 }- `) R8 u* s, {7 P _, z. v+ s1 K* U% E
t1 B# q5 C; K2 t$ L
{3 C# k6 |8 U; i! |7 |* E# X3 G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。
- g& G0 X$ G5 Z) |; i; C- I/ O8 r3 K. x" t9 f5 k$ e3 k3 C
三、STM32L4 时钟使能和配置: K1 n& |( N' a* m- z
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。: F& R; o5 O: P2 L
- Z3 x( F3 R) V2 V* A( N# F
通过STM32L4的HAL库使能外设时钟的方法
1 @! h6 ]7 F7 D X- w8 G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。
3 @4 o* q7 u6 T1 l, v- `. Y+ h3 b举个栗子
* q1 n% e3 P4 H s% h9 T看看 GPIOA 的外设时钟使能宏定义标识符:% c7 }" d) l# U! K; l
( Y% L3 [' N; l9 n5 D- #define __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE() do { \ + `) A9 g8 f6 \% P7 L8 v
- __IO uint32_t tmpreg; \
. ]& \+ o& v* N" L# f4 `/ ]7 x - SET_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN); \
; G- P0 u3 i+ R! ] G - tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN); \ " C5 g, h, B$ `
- UNUSED(tmpreg); \ / }6 H: I s$ Z3 Z+ w3 T" f
- } while(0)
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5 S/ V$ h: A* V+ u: [3 s8 p2 S
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:
9 K o) W4 h5 \9 {! c1 W1 {) `+ ]9 a [" y8 ]( L8 m
- SET_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN);
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1 C4 J5 E) p& L& \, ~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:
# B2 q/ q# k1 Q: U$ z* R
' l. g7 |, Q0 {) Z/ @- #define RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Pos (0U)
+ q3 Z3 R1 U6 p& L* E7 K2 ] - #define RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Msk (0x1UL << RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Pos)
( P$ l7 l+ x$ r* D+ r9 r9 Z - #define RCC_AHB2ENR_GPIOAEN RCC_AHB2ENR_GPIOAEN_Msk
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: D4 B, a- S4 F* ]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 0; i x- _- C9 o- Z) L# o* J2 U% U
描述如下:/ S5 m) K5 k1 R# e% V
) }) c: ]% X' r4 G* W7 d- Bit 0 GPIOAEN: IO port A clock enable // GPIOA 时钟使能 $ W3 S: | D$ @ n/ ?2 f+ _
- Set and cleared by software. // 由软件置 1 和清零
6 g0 ?( M3 G8 o! Z( |3 K6 q - 0: IO port A clock disabled // 禁止 GPIOA 时钟 1 t9 N! }+ \0 h7 f B5 G2 D, ?
- 1: IO port A clock enabled // 使能 GPIOA 时钟
复制代码 , m) n7 @9 z" b" v8 ^, [7 [
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:: ^* R7 r( a7 u+ H5 y" [" S/ P
7 b+ w( V6 C, X/ o
- __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能 GPIOA 时钟
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$ l% O; L8 w2 \: _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 ; J& O: r" P; T5 H) F; `/ U, `
- __HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE(); // 使能串口 2 时钟
& a" J; p4 K( x8 j/ o - __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); // 使能 TIM1 时钟
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( D! z+ M: P8 j9 ~' {) j0 P8 o6 t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() & o1 C0 i) @5 m7 P
- CLEAR_BIT(RCC->AHB2ENR, RCC_AHB2ENR_GPIOAEN)
复制代码 , B8 `. m% P: ~; l9 \% C
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:
, S* L# b0 @% [& e
9 j; w6 }' U0 f! L! u" f- __HAL_RCC_DMA1_CLK_DISABLE(); // 禁止 DMA1 时钟 ( V. j/ N) e/ m
- __HAL_RCC_USART2_CLK_DISABLE(); // 禁止串口 2 时钟
+ r6 N2 _- F( ~ - __HAL_RCC_TIM1_CLK_DISABLE(); // 禁止 TIM1 时钟
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