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STM32心得:STM32时钟系统框图及相关函数解读

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STMCU小助手 发布时间:2022-11-20 16:37
主要内容:& A& p, U8 F* j2 r8 e5 R
1) 时钟系统框图解读;
) g9 E2 A6 z: |" y, D2 S2) 时钟系统配置相关函数解读。
( D- Z7 Z' }* ?2 [2 P  D% I" U# l" Y# {
1. 为什么 STM32 要有多个时钟源呢?
5 N! |. h5 E# f因为STM32非常复杂,外设多,但并不是所有外设都需要系统时钟这么高的频率,比如看门狗及RTC只需要几十k的时钟即可。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,所以对于较为复杂的MCU一般采取多时钟源的方法来解决这些问题。/ r! _, C4 |7 b+ X
2. 时钟系统框图解读& w. |. [2 {% k* S) d9 j

! Z* I, ]. W! ~0 P3 y 20200331141029586.png ! x) d' I' n' H9 U9 s. t" o4 O
1) STM32 有5个时钟源:HIS(High Speed Internal)、HSE(High Speed External)、LSI(Low Speed Internal)、LSE(Low Speed External)、PLL:; N# g8 t6 B" e
1.1 HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率大约为8MHz,精度不高,可作为系统时钟;) t& U* {, n' f2 i
1.2 HSE是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或接外部时钟源,频率范围为4MHz~16MHz;, w1 ^- Y6 u' v4 r. i9 @8 V
1.3 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;
- N- X8 C; s2 _1.4 LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体,主要作为RTC的时钟源;9 L; A: K6 {* q6 q
1.5 PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或HSE/2。倍频可选择为2~16倍,但其输出频率最大不得超过72MHz。; k0 b' }& e% |8 W
2) MCO是STM32的一个时钟输出IO(接在PA8引脚上),可选择一个时钟信号输出,(如PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟),这个时钟可用来给外部其他系统提供时钟源;9 ~* W: H) s4 ?2 g# U2 I
3) RTC时钟源可选择LSI,LSE,及HSE的128分频;
& l) o' ?$ t1 \+ x8 s) h* h& K4) USB的时钟来自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,可选为1.5分频或1分频,即当需要使用USB模块时,PLL必须使能,且时钟频率配置为48MHz或72MHz;
$ q- D2 c% V8 R9 t5) 系统时钟SYSCLK供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟SYSCLK可选为PLL输出、HSI或HSE。最大频率为72MHz;0 E2 S. ]7 h2 C( R8 p7 d4 w) l6 V
6) 其他外设的时钟来源都是SYSCLK。SYSCLK通过AHB分频器分频后送给各模块使用,包括:
# L* [+ P0 d0 J& _  k' F8 I6.1 AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟;2 X: G6 f- Y* u- E0 s0 X3 W
6.2 通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟,即systick;, c" A/ m  O9 p8 z) C
6.3 直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK;0 }: O  |1 |. j" a
6.4 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),另一路送给定时器(Timer)2、3、4倍频器使用;
( d+ D3 z6 Z. e; Z: }( b6.5 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),另一路送给定时器(Timer)1倍频器使用。, h- B& Q' e3 P% _$ M0 v
7) APB1上面连接的是低速外设,包括电源接口、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~PE)、第二功能IO口等;
6 ^7 H8 x9 q# Y' l, Q3 b8 k1 o; u8) CSS时钟监视系统,一旦HSE失效,自动切换至SYSCLK=HIS;
  {2 p% C& w; B/ q" d: `9) 任何一个外设在使用之前,必须首先使能其相应的时钟;
) j' |: r4 W& n+ G10) 5个主要的时钟:! Z5 H2 g1 Q* T6 [7 _
10.1 SYSCLK(系统时钟);$ G9 P- W: ^9 G8 z+ z- F/ _6 y
10.2 AHB总线时钟;
# O( W+ V$ H2 G* u4 |& o10.3 APB1总线时钟(低速): 速度最高36MHz;
5 z9 r6 e' `7 `& \# _10.4 APB2总线时钟(高速): 速度最高72MHz;8 C$ Q. y+ C- Y5 ]
10.5 PLL时钟。
% v+ D( J1 ?, [3 a" s5 x+ Z% L$ a( g$ e( k1 ^" i- _
3. 时钟相关配置寄存器
3 Y& a2 A( D" S3 v! H, m

2 l% I7 V1 V8 l1 [' D% X
  1. typedef struct
    5 A) Q5 v) a1 z% |2 m# a: W; X
  2. {/ V& v# M0 ?/ y7 O' f
  3.   __IO uint32_t CR;                //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能和就绪标志位 / g7 ?4 y: f7 b  s2 ?
  4.   __IO uint32_t CFGR;             //PLL等的时钟源选择,分频系数设定8 @5 V" B. W. c$ Y: S7 B
  5.   __IO uint32_t CIR;               // 清除/使能 时钟就绪中断
    + E; E! S% T( e- C& c
  6.   __IO uint32_t APB2RSTR;        //APB2线上外设复位寄存器
    3 C! \5 H, F3 G" W% o7 K
  7.   __IO uint32_t APB1RSTR;        //APB1线上外设复位寄存器
    4 c# j- N6 k5 F* f8 t% n
  8.   __IO uint32_t AHBENR;          //DMA,SDIO等时钟使能 % B# B) |9 v3 _: {$ E, @1 o& d
  9.   __IO uint32_t APB2ENR;         //APB2线上外设时钟使能
    6 k. v* p, X! H  P5 [
  10.   __IO uint32_t APB1ENR;         //APB1线上外设时钟使能
    ) Q; D8 m; B% G+ B
  11.   __IO uint32_t BDCR;            //备份域控制寄存器( Q+ v$ e8 n8 g
  12.   __IO uint32_t CSR;             //控制状态寄存器
    9 D1 u' f9 S2 P
  13. } RCC_TypeDef;
复制代码

- l" O2 \5 P! N$ m. w. n) k7 \4. RCC相关头文件和固件库源文件  O% c( ^7 K! l# E6 p! K
4.1 时钟使能配置:3 B3 _& S5 ?3 E
RCC_LSEConfig() 、RCC_HSEConfig()、RCC_HSICmd() 、 RCC_LSICmd() 、 RCC_PLLCmd() ……& Q4 `2 l: j6 \! g) W$ [/ L
4.2 时钟源相关配置:4 i2 r3 c+ ]! K6 B7 E8 f
RCC_PLLConfig ()、 RCC_SYSCLKConfig() 、RCC_RTCCLKConfig() …0 W9 R8 e# t! q4 `
4.3 分频系数选择配置:/ D) E* g! _0 [# t5 F
RCC_HCLKConfig()
' V# q, `! Q3 |  U. @' o( E、 RCC_PCLK1Config() 、 RCC_PCLK2Config()…# v: }( b/ l7 g6 r9 {
4.4 外设时钟使能:9 T. B4 @% {. t% B  Y
* n* F5 I3 d* t( P* D
  1. RCC_APB1PeriphClockCmd();    //APB1线上外设时钟使能
    . j9 k. {5 M% E" ~, x$ U4 T$ q
  2. RCC_APB2PeriphClockCmd();    //APB2线上外设时钟使能/ ~( }; \0 {, X8 r$ ?" _
  3. RCC_AHBPeriphClockCmd();     //AHB线上外设时钟使能
复制代码
& N- \: l( i& p" q# n1 h  f
4.5 其他外设时钟配置:
% @2 i4 q) O- T- d$ s; ~) U* J; V! LRCC_ADCCLKConfig()、RCC_RTCCLKConfig();
" l9 {' z- d6 _' J8 G1 |4.6 状态参数获取参数:
% y8 g+ n* ^$ i1 R6 hRCC_GetClocksFreq()、RCC_GetSYSCLKSource()、RCC_GetFlagStatus();
- q" @3 O3 P+ i' W! M( p4.7 RCC中断相关函数:
, T  b! h/ [2 q: O( iRCC_ITConfig()、 RCC_GetITStatus() 、 RCC_ClearITPendingBit()…& H( f' g) y1 K
————————————————
( ]4 D3 P  K4 d1 o3 i版权声明:天亮继续睡1 o6 q. h0 F, N7 J9 ^) Q

! ]8 A8 a) A) z! ?6 s6 q8 B- l* L) S3 G: V! s, P. ?
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