STM32時鐘系統

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一、在STM32中，有五個時鐘源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。

①HSI是高速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz。

②HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率範圍為4MHz~16MHz。一般接8MHZ。

③LSI是低速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。

④LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。

⑤PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。

　　其中，40kHz的LSI供獨立看門狗IWDG使用，另外它還可以被選擇為系統時鐘RTC的時鐘源。另外，系統時鐘RTC的時鐘源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。

　　STM32中有一個全速功能的USB模組，其串列介面引擎需要一個頻率為48MHz的時鐘源。該時鐘源只能從PLL端擷取，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當需使用到USB模組時，PLL必須使能，並且時鐘配置為48MHz或72MHz。

　　另外STM32還可以選擇一個時鐘訊號輸出到MCO腳(PA.8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE或者系統時鐘。

　　需要注意的是定時器的倍頻器，當APB的分頻為1時，它的倍頻值為1，否則它的倍頻值就為2。

　　串連在APB1(低速外設)上的裝置有：電源介面、備份介面、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、視窗看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。        　　

　　串連在APB2（高速外設）上的裝置有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、GPIOx(PA~PE)、第二功能IO口。

　　注意USB模組雖然需要一個單獨的48MHz的時鐘訊號，但是它應該不是供USB模組工作的時鐘，而只是提供給串列介面引擎(SIE)使用的時鐘。USB模組的工作時鐘應該是由APB1提供的。

二、用HSE時鐘，程式設定時鐘參數流程：

01、將RCC寄存器重新設定為預設值   RCC_DeInit;
02、開啟外部高速時鐘晶振HSE    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
03、等待外部高速時鐘晶振工作    HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
04、設定AHB時鐘         RCC_HCLKConfig;
05、設定高速AHB時鐘     RCC_PCLK2Config;
06、設定低速速AHB時鐘   RCC_PCLK1Config;
07、設定PLL              RCC_PLLConfig;
08、開啟PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);
09、等待PLL工作   while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
10、設定系統時鐘        RCC_SYSCLKConfig;
11、判斷是否PLL是系統時鐘     while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
12、開啟要使用的外設時鐘    RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

三、下面是STM32軟體韌體庫的程式中對RCC的配置函數(使用外部8MHz晶振)

/*******************************************************************************

* Function Name  : RCC_Configuration 

* Description    :  RCC配置(使用外部8MHz晶振)

* Input            : 無

* Output         : 無

* Return         : 無

*******************************************************************************/

void RCC_Configuration(void)

{

  /*將外設RCC寄存器重設為預設值*/

  RCC_DeInit();

 

  /*設定外部高速晶振（HSE）*/

  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //RCC_HSE_ON——HSE晶振開啟(ON)

 

  /*等待HSE起振*/

  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

 

  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)        //SUCCESS：HSE晶振穩定且就緒

  {

    /*設定AHB時鐘（HCLK）*/ 

    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  //RCC_SYSCLK_Div1——AHB時鐘= 系統時鐘

 

    /* 設定高速AHB時鐘（PCLK2）*/ 

    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   //RCC_HCLK_Div1——APB2時鐘= HCLK

 

    /*設定低速AHB時鐘（PCLK1）*/    

　　RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   //RCC_HCLK_Div2——APB1時鐘= HCLK / 2

 

    /*設定FLASH儲存空間延時刻度數*/

    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);    //FLASH_Latency_2  2延時周期

   

 /*選擇FLASH預取指緩衝的模式*/  

    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 預取指緩衝使能

 

    /*設定PLL時鐘源及倍頻係數*/ 

    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);     

// PLL的輸入時鐘= HSE時鐘頻率；RCC_PLLMul_9——PLL輸入時鐘x 9

   

  /*使能PLL */

    RCC_PLLCmd(ENABLE); 

 

    /*檢查指定的RCC標誌位(PLL準備好標誌)設定與否*/   

    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)      

       {

       }

 

    /*設定系統時鐘（SYSCLK）*/ 

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); 

//RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——選擇PLL作為系統時鐘

 

    /* PLL返回用作系統時鐘的時鐘源*/

    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)        //0x08：PLL作為系統時鐘

       { 

       }

     }

 

 /*使能或者失能APB2外設時鐘*/    

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | 

RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE); 

//RCC_APB2Periph_GPIOA    GPIOA時鐘

//RCC_APB2Periph_GPIOB    GPIOB時鐘

//RCC_APB2Periph_GPIOC    GPIOC時鐘

//RCC_APB2Periph_GPIOD    GPIOD時鐘

}

四、時鐘頻率

STM32F103內部8M的內部震蕩，經過倍頻後最高可以達到72M。目前TI的M3系列晶片最高頻率可以達到80M。

在stm32韌體庫3.0中對時鐘頻率的選擇進行了大大的簡化，原先的一大堆操作都在後台進行。系統給出的函數為SystemInit()。但在調用前還需要進行一些宏定義的設定，具體的設定在system_stm32f10x.c檔案中。

檔案開頭就有一個這樣的定義: 

#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 

也就是103系列能跑到的最大值72M

然後這個 C檔案繼續往下看 
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz 
const uint32_t SystemFrequency         = SYSCLK_FREQ_72MHz;    
const uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;    
const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;    
const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);
const uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;

這就是在定義了CPU跑72M的時候,各個系統的速度了.他們分別是:硬體頻率,系統時鐘,AHB匯流排頻率,APB1匯流排頻率,APB2匯流排頻率.再往下看,看到這個了: 
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz 
static void SetSysClockTo72(void);

這就是定義 72M 的時候,設定時鐘的函數.這個函數被 SetSysClock ()函數調用,而SetSysClock ()函數則是被 SystemInit()函數調用.最後 SystemInit()函數,就是被你調用的了。

所以設定系統時鐘的流程就是: 
首先使用者程式調用 SystemInit()函數,這是一個庫函數,然後 SystemInit()函數裡面,進行了一些寄存器必要的初始化後,就調用 SetSysClock()函數. SetSysClock()函數根據那個#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的宏定義,知道了要調用SetSysClockTo72()這個函數,於是,就一堆麻煩而複雜的設定，然後,CPU跑起來了,而且速度是 72M. 雖然說的有點累贅,但大家只需要知道,使用者要設定頻率,程式中就做的就兩個事情:

第一個: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 
第二個:調用SystemInit()

2014-08-09  01:40:26