【经验分享】STM32-时钟系统详解

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STMCU小助手发布时间：2022-5-7 11:31

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文章简介:	STM32-时钟系统详解

前言
时钟系统之于单片机就如同与心脏脉搏之于人体，可见时钟系统的重要性可见一斑。然而STM32的时钟系统极其复杂，不像51单片机一样一个时钟系统就可以解决一切问题，这对于初学者来说很不友好，本文致力于讲解STM32时钟系统，使读者清晰了解STM32时钟背后的原理。

一、STM32时钟系统原理
1. 时钟系统框图
以下是STM32时钟系统的结构框图，摘自STM32中文参考手册。

`I0V5F~`8F5)2ECY1SP{}ME.png

可以看到，官方手册提供的时钟框图很复杂，这里我给出一个简化版的时钟框图：

ZWZ~EG~98NEH[NH61CMO5.png

2. 时钟源讲解
从图中可以看到，STM32共有五个时钟源，分别是HSI、HSE、LSI、LSE和PLL ，下面分别对它们进行讲解：

      ①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz，精度不高。
　　 ②、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。
　　 ③、LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz，提供低功耗时钟。独立看门狗的时钟源只能是 LSI ，同时LSI 还可以作为 RTC 的时钟源。
　　 ④、LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。是主要的RTC时钟源。
　　 ⑤、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。

注意：高速外部时钟HSE的引脚是OSC_OUT和OSC_IN这两个引脚芯片是独立引出的，可以接外部的晶振电路，而低速外部时钟LSE的引脚OSC32_IN和OSC32_OUT两个引脚不是独立的，而是在PC14和PC15上，对应关系为OSC32_IN-->PC14 ; OSC32_OUT-->PC15

3.时钟去向讲解
      上面我们简要概括了STM32 的时钟源，那么这 5 个时钟源是怎么给各个外设以及系统提供时钟的呢？这里我们将一一讲解。这里我们使用官方手册提供的框图（图一）进行讲解，图中我们用A~E 标示我们要讲解的地方。

A MCO 是 STM32 的一个时钟输出 IO(PA8) PA8)，它可以选择一个时钟信号输出可以
选择为 PLL 输出的 2 分频、 HSI 、 HSE 、或者系统时钟。这个时钟可以用来给外
部其他系统提供时钟源。
B RTC 时钟源，从图上可以看出， RTC 的时钟源可以选择 LSI LSE ，以及
HSE 的 128 分频。
C 从图中可以看出 C 处 USB 的时钟是来自 PLL 时钟源。 STM32 中有一个全速功能
的 USB 模块，其串行接口引擎需要一个频率为 48MHz 的时钟源。该时钟源只能
从 PLL 输出端获取，可以选择为 1.5 分频或者 1 分频，也就是，当需要使用 USB
模块时， PLL 必须使能，并且时钟频率配置为 48MHz 或 72MHz 。
D STM32 的系统时钟 SYSCLK ，它是供 STM32 中绝大部分部件工作的时
钟源。系统时钟可选择为 PLL 输出、 HSI 或者 HSE 。系统时钟最大频率为 72MHz
当然你也可以超频，不过一般情况为了系统稳定性是没有必要冒风险去超频的。
E 其他所有外设。从时钟图上可以看出，其他所有外设的时钟最终来源都是 SYSCLK 。 SYSCLK 通过 AHB 分频器分频后送给各模块使用。这些模块包括：
① AHB 总线、内核、内存和 DMA 使用的 HCLK 时钟。
② 通过 8 分频后送给 Cortex 的系统定时器时钟，也就是 systick 了。
③ 直接送给 Cortex 的空闲运行时钟 FCLK 。
④ 送给 APB1 分频器。 APB1 分频器输出一路供 APB1 外设使用 (PCLK1 ，最大频率 36MHz)36MHz)，另一路送给定时器 (Timer)2 、 3 、 4 倍频器使用。
⑤送给 APB2 分频器。 APB2 分频器分频输出一路供 APB2 外设使用 (PCLK2最大频率 72MHz)72MHz)，另一路送给定时器 (Timer)1 倍频器使用。
      APB1和APB2的区别： APB1上面连的是低速外设，包括电脑接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2 、 UART2 、 UART3 等等， APB2 上面连接的是高速外设包括 UART1 、 SPI1 、 Timer1 、 ADC1 、 ADC2 、所有普通 IO 口 (PA~ 、第二功能 IO 口等。 APB2 下面所挂的外设的时钟要比 APB1 的高。

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。

二、STM32时钟配置
1. 时钟配置简介
STM32时钟系统的配置除了初始化的时候在 system_stm32f10x.c 中的 SystemInit 函数中外，其他的配置主要在 stm32f10x_rcc.c 文件中，里面有很多时钟设置函数，大家可以打开这个文件浏览一下，基本上看看函数的名称就知道这个函数的作用。在大家设置时钟的时候，一定要仔细参考STM32 的时钟图，做到心中有数。这里需要指明一下，对于系统时钟，默认情况下是SystemInit 函数的 SetSysClock() 函数中间判断的，而设置是通过宏定义设置的。我们可以看看 SetSysClock() 函数体：

static void SetSysClock(void)
{
#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE
SetSysClockToHSE();
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz
SetSysClockTo24();
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz
SetSysClockTo36();
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz
SetSysClockTo48();
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz
SetSysClockTo56();
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
SetSysClockTo72();
#endif
}

复制代码

这段代码非常简单，就是判断系统宏定义的时钟是多少，然后设置相应值。我们系统默认宏定
义是 72MHz:

#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

复制代码

如果你要设置为36MHz ，只需要注释掉上面代码，然后加入下面代码即可

#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000

复制代码

同时还要注意的是，当我们设置好系统时钟后，可以通过变量SystemCoreClock 获取系统时钟
值，如果系统是 72M 时钟，那么 SystemCoreClock =72000000 。这是在 system_stm32f10x.c 文件中设置的：

#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE
uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_HSE;
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz
uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_24MHz;
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz
uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_48MHz;
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz
uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_56MHz;
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_72MHz;
#else
uint32_t SystemCoreClock = HSI_VALUE;
#endif

复制代码

这里总结一下SystemInit() 函数中设置的系统时钟大小：

SYSCLK （系统时钟 =72MHz
AHB 总线时钟使用 SYSCLK) =72MHz
APB1 总线时钟 ( =36MHz
APB2 总线时钟 ( =72MHz
PLL 时钟 =72MHz
2.时钟配置寄存器介绍
以上介绍了SystemInit()时钟配置函数，想必大家已经知道了STM32时钟的基本情况，如果你想要更深一步的了解底层原理，那么下面的知识可以帮你揭晓。

在STM32时钟配置的过程中使用到了RCC寄存器，它们分别是：

时钟控制寄存器（RCC_CR)
时钟配置寄存器（RCC_CFGR)

首先介绍时钟控制寄存器，先上一张官方手册的寄存器说明:

W9}BM@EKI($@YHBW3%W592R.png

$V{985U[](IOP)~H_`QL1TTP.png$

这个是时钟控制寄存器，看似很复杂，实际上并没有使用到寄存器所有的位，而是红框标出的部分位。下表是RCC另一个重要的寄存器：时钟配置寄存器（RCC_CFGR）

(0D2`W~IS8UO]D9C@8PWP04.png

和时钟控制寄存器RCC_CR相比，时钟配置寄存器RCC_CFGR要复杂一些，同样的，重点使用的位用红色框标识了出来。

3. 时钟配置总流程
在STM32单片机复位之后，首先进入startup程序：

; Reset handler
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT __main
IMPORT SystemInit
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP

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可以看出，在进入main主程序之前，先触发了SystemInit()函数，这样就可以保证不需要每次都把时钟配置程序写入main.c文件了，同样，当你想要执行自定义时钟配置程序时也可以改动这个部分。

首先我们看一下SystemInit()函数

void SystemInit (void)
{
/* Reset the RCC clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */
/* Set HSION bit */
RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;
SetSysClock();
}

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可以看到，SystemInit()函数的作用就是使RCC_CR寄存器最低位置1即开启内部8MHz振荡器，然后转到SetSysClock()函数中。刚刚已经讲过了，对于系统时钟，默认情况下就是SystemInit 函数的 SetSysClock() 函数中间判断的

下面是SetSysClock()函数：

static void SetSysClock(void)
{
#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE
SetSysClockToHSE();
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz
SetSysClockTo24();
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz
SetSysClockTo36();
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz
SetSysClockTo48();
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz
SetSysClockTo56();
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
SetSysClockTo72();
#endif
/* If none of the define above is enabled, the HSI is used as System clock
source (default after reset) */
}

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由于我们把系统时钟频率通过宏定义设置为72MHz，所以这里直接进入最下面的程序即SetSysClockTo72()，这也是为什么有的程序把这一段语句直接写入主函数，原则上来说这是可以的，但是没必要，因为startup启动文件已经帮我们定义好了。

下面就是SetSysClockTo72()程序部分，也就是最关键的部分

static void SetSysClockTo72(void)
{
__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
/* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 配置---------------------------*/
/* 使能 HSE */
RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);//RCC_CR寄存器第16位置1，开启HSE
/* 等待HSE就绪超时退出 */
do
{
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; //读取RCC_CR第17位
StartUpCounter++;
} while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));
if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET) //读取RCC_CR第17位
{
HSEStatus = (uint32_t)0x01; //HSE状态写1
}
else
{
HSEStatus = (uint32_t)0x00; //HSE状态写0
}
if (HSEStatus == (uint32_t)0x01) //FLASH寄存器部分可以不用管
{
/* 使能 Prefetch Buffer */
FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;
/* Flash 2 wait state */
FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;
/* HCLK = SYSCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1; //RCC_CFGR寄存器第4~7位写0，即AHB不分频，即HCLK使用72MHz时钟
/* PCLK2 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1; //RCC_CFGR寄存器第11~13位写0，APB2不分频，即PCLK2使用72MHz时钟
/* PCLK1 = HCLK/2 */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2; //RCC_CFGR寄存器第8~10位写100，APB1二分频，即PCLK1使用36MHz时钟
#else
/* PLL 配置: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
RCC_CFGR_PLLMULL)); //RCC_CFGR寄存器的16~21位清零
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9);//RCC_CFGR寄存器第16位置1，使HSE作为PLL输入时钟；17位置0不变，使HSE作为PLL输入时钟时不分频。RCC_CFGR寄存器第18~21位置0111，配置位PLL 9倍频输出给PLLCLK，即PLLCLK为72MHz
#endif /* STM32F10X_CL */
/* 使能 PLL */
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; //RCC->CR寄存器第24位置1，使能PLL
/* 等待PLL就绪 */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) //读取PLL时钟就绪标志位（第25位）
{
}
/* 选择PLL作为系统时钟源 */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW)); //RCC->CFGR寄存器第0~1位清零
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL; //RCC->CFGR寄存器第0~1位(SW位)置10，即PLL输出作为系统时钟
/* 等待PLL被用作系统时钟源就绪 */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08) //等待RCC->CFGR寄存器第2~3位(SWS位)为10即就绪
{
}
}
else
{ /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock
configuration. User can add here some code to deal with this error */
}
}
#endif

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这里把所有的备注都写在了程序中，希望读者仔细查看并对照寄存器功能表理解。STM32的寄存器的每一个位都做了宏定义，这样直接查找头文件即可，非常方便。

至此STM32系统时钟的讲解就已经结束了，我们以大容量芯片72MHz的系统时钟为例来进行讲解，你也可以根据实际情况自己配置，原理都是一样的。下面的内容就是灵活使用STM32的系统时钟来实现演示功能了。

三、Systick定时器及delay延时函数
1. Systick定时器
前面讲完了STM32系统时钟的基本配置，下面就是对延时函数进行介绍了，延时函数使用到了STM32的SysTick定时器，这是一个很简单的定时器，对于CM3和CM4内核芯片都具备。

SysTick定时器全称是System tick timer即系统滴答定时器，常用来做延时或者系统的心跳时钟。这样可以节省MCU资源，不用浪费一个定时器。比如在UCOS操作系统中分时复用，需要一个最小的时间戳，一般在STM32+UCOS系统中，都采用SysTick做UCOS心跳时钟。

SysTick定时器就是系统滴答定时器，一个24位倒计数定时器，计数到0时将从RELOAD寄存器中自动重装载定时器初值。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息，即使在睡眠模式也能工作。
SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号为15）。
SysTick中断的优先级也可以设置

2. 相关寄存器介绍
SysTick定时器一共有四个相关寄存器：

CTRL             SysTick 控制和状态寄存器
LOAD             SysTick 自动重装载除值寄存器
VAL                SysTick 当前值寄存器
CALIB          SysTick 校准值寄存器
下面分别介绍这四个寄存器

%OTG9{34YZE69O)CZ(1M`65.png

这是四个相关的寄存器，实际上我们一般只用到前三个。

3. 延时函数配置
对于STM32，外部时钟源是 HCLK(AHB总线时钟）的1/8 ，内核时钟是 HCLK时钟。配置函数：SysTick_CLKSourceConfig();这个函数在misc.c文件中，这里把它粘出来：

void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));
if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK)
{
SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK;
}
else
{
SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;
}
}

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根据入口参数有效性可知，时钟源可以选择HCLK或者HCLK的8分频。这个函数在下面的delay_init会调用一次，完成延时函数的初始化。

core_cm3.h文件中有关于初始化systick时钟和开启中断的函数，如下所示：

static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); /* Reload value impossible */
SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; /* set reload register */
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
SysTick->VAL = 0; /* Load the SysTick Counter Value */
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
return (0); /* Function successful */
}

复制代码

需要注意的是第5行把重装载寄存器的值减1的目的是考虑到执行装在动作也需要一个时钟周期。

下面是用中断的方式来实现延时：

static __IO uint32_t TimingDelay;
void Delay(__IO uint32_t nTime)
{
TimingDelay = nTime;
while(TimingDelay != 0);
}
void SysTick_Handler(void)
{
if (TimingDelay != 0x00)
{
TimingDelay--;
}
}
int main(void)
{ …
if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) //systick时钟为HCLK，中断时间间隔1ms
{
while (1);
}
while(1)
{ Delay(200);//2ms
…
}
}

复制代码

程序中，SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)的目的是确保SysTick定时器每次发生中断的时间间隔都是1ms（因为使用系统时钟的时钟频率为72000000,SystemCoreClock / 1000等于72000，也就是给重装载寄存器值赋72000，这样计72000正好是1ms）

一般实际应用中我们不使用通过中断来驱动延时的方法，因为这样会多一个中断线路，我们采用的是单独的延时函数，下面就是延时函数文件：

#include "delay.h"
//
//如果需要使用OS,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h" //ucos 使用
#endif
//
static u8 fac_us=0; //us延时倍乘数
static u16 fac_ms=0; //ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS).
//当delay_us/delay_ms需要支持OS的时候需要三个与OS相关的宏定义和函数来支持
//首先是3个宏定义:
// delay_osrunning:用于表示OS当前是否正在运行,以决定是否可以使用相关函数
//delay_ostickspersec:用于表示OS设定的时钟节拍,delay_init将根据这个参数来初始哈systick
// delay_osintnesting:用于表示OS中断嵌套级别,因为中断里面不可以调度,delay_ms使用该参数来决定如何运行
//然后是3个函数:
// delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
//delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
// delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
//本例程仅作UCOSII和UCOSIII的支持,其他OS,请自行参考着移植
//支持UCOSII
#ifdef OS_CRITICAL_METHOD //OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII
#define delay_osrunning OSRunning //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec OS_TICKS_PER_SEC //OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting OSIntNesting //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif
//支持UCOSIII
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD //CPU_CFG_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSIII
#define delay_osrunning OSRunning //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec OSCfg_TickRate_Hz //OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting OSIntNestingCtr //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif
//us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
void delay_osschedlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD //使用UCOSIII
OS_ERR err;
OSSchedLock(&err); //UCOSIII的方式,禁止调度，防止打断us延时
#else //否则UCOSII
OSSchedLock(); //UCOSII的方式,禁止调度，防止打断us延时
#endif
}
//us级延时时,恢复任务调度
void delay_osschedunlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD //使用UCOSIII
OS_ERR err;
OSSchedUnlock(&err); //UCOSIII的方式,恢复调度
#else //否则UCOSII
OSSchedUnlock(); //UCOSII的方式,恢复调度
#endif
}
//调用OS自带的延时函数延时
//ticks:延时的节拍数
void delay_ostimedly(u32 ticks)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD
OS_ERR err;
OSTimeDly(ticks,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err); //UCOSIII延时采用周期模式
#else
OSTimeDly(ticks); //UCOSII延时
#endif
}
//systick中断服务函数,使用ucos时用到
void SysTick_Handler(void)
{
if(delay_osrunning==1) //OS开始跑了,才执行正常的调度处理
{
OSIntEnter(); //进入中断
OSTimeTick(); //调用ucos的时钟服务程序
OSIntExit(); //触发任务切换软中断
}
}
#endif
//初始化延迟函数
//当使用OS的时候,此函数会初始化OS的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟
void delay_init()
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS.
u32 reload;
#endif
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //选择外部时钟 HCLK/8
fac_us=SystemCoreClock/8000000; //为系统时钟的1/8
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS.
reload=SystemCoreClock/8000000; //每秒钟的计数次数单位为M
reload*=1000000/delay_ostickspersec; //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右
fac_ms=1000/delay_ostickspersec; //代表OS可以延时的最少单位
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk; //开启SYSTICK中断
SysTick->LOAD=reload; //每1/delay_ostickspersec秒中断一次
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK
#else
fac_ms=(u16)fac_us*1000; //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数
#endif
}
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS.
//延时nus
//nus为要延时的us数.
void delay_us(u32 nus)
{
u32 ticks;
u32 told,tnow,tcnt=0;
u32 reload=SysTick->LOAD; //LOAD的值
ticks=nus*fac_us; //需要的节拍数
tcnt=0;
delay_osschedlock(); //阻止OS调度，防止打断us延时
told=SysTick->VAL; //刚进入时的计数器值
while(1)
{
tnow=SysTick->VAL;
if(tnow!=told)
{
if(tnow<told)tcnt+=told-tnow; //这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
else tcnt+=reload-tnow+told;
told=tnow;
if(tcnt>=ticks)break; //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
}
};
delay_osschedunlock(); //恢复OS调度
}
//延时nms
//nms:要延时的ms数
void delay_ms(u16 nms)
{
if(delay_osrunning&&delay_osintnesting==0) //如果OS已经在跑了,并且不是在中断里面(中断里面不能任务调度)
{
if(nms>=fac_ms) //延时的时间大于OS的最少时间周期
{
delay_ostimedly(nms/fac_ms); //OS延时
}
nms%=fac_ms; //OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时
}
delay_us((u32)(nms*1000)); //普通方式延时
}
#else //不用OS时
//延时nus
//nus为要延时的us数.
void delay_us(u32 nus)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=nus*fac_us; //时间加载
SysTick->VAL=0x00; //清空计数器
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器
SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}
//延时nms
//注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对72M条件下,nms<=1864
void delay_ms(u16 nms)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms; //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
SysTick->VAL =0x00; //清空计数器
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器
SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}
#endif

复制代码

这里需要注意的是我们使用了外部时钟即系统时钟的8分频，这样确保时间足够长。另外，毫秒延时函数有最大上限，最大为1864（72MHz时钟频率）。用这种方式来延时的好处是不用中断比较简单，但是坏处就是最大延时时长有限（不到2秒），所以当需要长延时时间的时候要多写几个delay函数。

总结
本节主要对STM32时钟系统进行讲解，我们从原理框图入手，对每一个时钟线路进行来源和去向的分析，介绍了时钟配置的相关寄存器以及STM32时钟的软件配置，最后通过SysTick定时器来编写延时函数。STM32的时钟十分复杂，希望读者能够反复阅读，内化于心，这样在以后的STM32开发以至于其它高性能SOC的学习中才能游刃有余。