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【经验分享】STM32时钟配置方法

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-7 22:08
一、在STM32中,有五个时钟源,为HSIHSELSILSEPLL
HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz。
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~16MHz。
LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz。
LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。
PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍,但是其输出频率最大不得超过72MHz。
二、在STM32上如果不使用外部晶振,OSC_IN和OSC_OUT的接法:如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振,请按照下面方法处理:
①对于100脚或144脚的产品,OSC_IN应接地,OSC_OUT应悬空。
  @0 \- ?/ r% _& p" F, E: m8 t②对于少于100脚的产品,有2种接法:第1种:OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能;第2种:分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1,再配置PD0和PD1为推挽输出并输出'0'。此方法可以减小功耗并(相对上面)节省2个外部电阻。
三、用HSE时钟,程序设置时钟参数流程, {1 L7 F  w+ P  Z. V% j
01、将RCC寄存器重新设置为默认值   RCC_DeInit;
6 d, `+ L1 ], E! N, Y/ M02、打开外部高速时钟晶振HSE    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
) d( m) A0 A8 z! ]7 z( j" l: S03、等待外部高速时钟晶振工作    HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
& [6 v1 s+ s" N' J8 t3 q04、设置AHB时钟         RCC_HCLKConfig;
; L& z+ A2 S7 t/ Q, M' D  a05、设置高速AHB时钟     RCC_PCLK2Config;4 P  G/ v6 a& }! p
06、设置低速速AHB时钟   RCC_PCLK1Config;
  ?2 A% w8 l# w/ r9 r8 T07、设置PLL              RCC_PLLConfig;' P3 H3 E% P7 z% R, t; c% d( }
08、打开PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);
: d* [) q3 ^7 R09、等待PLL工作   while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
( G! _! Q  j3 \) y% V10、设置系统时钟        RCC_SYSCLKConfig;: T; R4 p4 W7 W) M- f  Z
11、判断是否PLL是系统时钟     while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)- K) S$ v8 Z- t- e9 t2 {1 f7 V& o
12、打开要使用的外设时钟    RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()
四、下面是STM32软件固件库的程序中对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)
/*******************************************************************************
* Function Name  : RCC_Configuration
* Description    :  RCC配置(使用外部8MHz晶振)
* Input            : 无
* Output         : 无
* Return         : 无
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
  /*将外设RCC寄存器重设为缺省值*/
  RCC_DeInit();
  /*设置外部高速晶振(HSE)*/
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)
  /*等待HSE起振*/
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)        //SUCCESS:HSE晶振稳定且就绪
  {
    /*设置AHB时钟(HCLK)*/
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟= 系统时钟
    /* 设置高速AHB时钟(PCLK2)*/
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   //RCC_HCLK_Div1——APB2时钟= HCLK
    /*设置低速AHB时钟(PCLK1)*/   
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   //RCC_HCLK_Div2——APB1时钟= HCLK / 2
    /*设置FLASH存储器延时时钟周期数*/
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);    //FLASH_Latency_2  2延时周期
   
/*选择FLASH预取指缓存的模式*/  
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 预取指缓存使能
    /*设置PLL时钟源及倍频系数*/
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);     
// PLL的输入时钟= HSE时钟频率;RCC_PLLMul_9——PLL输入时钟x 9
   
  /*使能PLL */
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    /*检查指定的RCC标志位(PLL准备好标志)设置与否*/   
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)      
       {
       }
    /*设置系统时钟(SYSCLK)*/
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
//RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟
    /* PLL返回用作系统时钟的时钟源*/
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)        //0x08:PLL作为系统时钟
       {
       }
     }
/*使能或者失能APB2外设时钟*/   
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);
//RCC_APB2Periph_GPIOA    GPIOA时钟
//RCC_APB2Periph_GPIOB    GPIOB时钟
//RCC_APB2Periph_GPIOC    GPIOC时钟
//RCC_APB2Periph_GPIOD    GPIOD时钟
}
五、时钟频率
STM32F103内部8M的内部震荡,经过倍频后最高可以达到72M。目前TI的M3系列芯片最高频率可以达到80M。
在stm32固件库3.0中对时钟频率的选择进行了大大的简化,原先的一大堆操作都在后台进行。系统给出的函数为SystemInit()。但在调用前还需要进行一些宏定义的设置,具体的设置在system_stm32f10x.c文件中。
文件开头就有一个这样的定义: $ c( C$ v+ n) l1 G
//#define SYSCLK_FREQ_HSE    HSE_Value
4 e  M+ F% b) z# Q5 C//#define SYSCLK_FREQ_20MHz 20000000 9 A- F) T, K. i! `0 H
//#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 " T5 T- e- E: z! ~5 s" }
//#define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 9 i6 t6 ~: g# R* R! H
//#define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000   Q3 e# d  }1 n! b- R& {/ }
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
ST 官方推荐的外接晶振是 8M,所以库函数的设置都是假定你的硬件已经接了 8M 晶振来运算的.以上东西就是默认晶振 8M 的时候,推荐的 CPU 频率选择.在这里选择了:
! g/ u3 l: K% Z( E6 o#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 ' V+ V+ \. u* E! ?" s
也就是103系列能跑到的最大值72M
然后这个 C文件继续往下看
+ |5 I* @% l* t$ g/ E9 X* [9 T#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
& I( {- R' l& Pconst uint32_t SystemFrequency         = SYSCLK_FREQ_72MHz;   
' ]9 ^# e& }7 G0 Iconst uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;   
- S# i* D+ k# _' e# |6 }: \const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;    : w/ l. v; X7 q& ?' `
const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);
9 o2 y- r! @# ~% s8 z) l% lconst uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
这就是在定义了CPU跑72M的时候,各个系统的速度了.他们分别是:硬件频率,系统时钟,AHB总线频率,APB1总线频率,APB2总线频率.再往下看,看到这个了:
/ ?: S6 M9 @9 I6 ?8 g; U; q) I( y#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
: O# V, P! u" \static void SetSysClockTo72(void);
这就是定义 72M 的时候,设置时钟的函数.这个函数被 SetSysClock ()函数调用,而
2 I4 T8 H$ }- H- b) sSetSysClock ()函数则是被 SystemInit()函数调用.最后 SystemInit()函数,就是被你调用的了
所以设置系统时钟的流程就是: : Q& [+ r  z. K. O- f6 |
首先用户程序调用 SystemInit()函数,这是一个库函数,然后 SystemInit()函数里面,进行了一些寄存器必要的初始化后,就调用 SetSysClock()函数. SetSysClock()函数根据那个#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的宏定义,知道了要调用SetSysClockTo72()这个函数,于是,就一堆麻烦而复杂的设置~!@#$%^然后,CPU跑起来了,而且速度是 72M. 虽然说的有点累赘,但大家只需要知道,用户要设置频率,程序中就做的就两个事情:
第一个: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
8 R: _7 e5 K% l6 u" k' v3 o第二个:调用SystemInit()
3 Z' e8 g8 E- _# i/ e* g) y
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