stm32可選的時(shí)鐘源

在STM32中，可以用內(nèi)部時(shí)鐘，也可以用外部時(shí)鐘，在要求進(jìn)度高的應(yīng)用場(chǎng)合最好用外部晶體震蕩器，內(nèi)部時(shí)鐘存在一定的精度誤差。

準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)有4個(gè)時(shí)鐘源可以選分別是HSI、LSI、HSE、LSE（即內(nèi)部高速，內(nèi)部低速，外部高速，外部低速），高速時(shí)鐘主要用于系統(tǒng)內(nèi)核和總線上的外設(shè)時(shí)鐘。低速時(shí)鐘主要用于獨(dú)立看門(mén)狗IWDG、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC。

①、HSI是高速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz，上電后默認(rèn)的系統(tǒng)時(shí)時(shí)鐘 SYSCLK = 8MHz，F(xiàn)lash編程時(shí)鐘。

①、HSE是高速外部時(shí)鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時(shí)鐘源，頻率范圍為4MHz~16MHz。

③、LSI是低速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz，可用于獨(dú)立看門(mén)狗IWDG、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC。

④、LSE是低速外部時(shí)鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。

系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK輸入

這里重點(diǎn)在高速時(shí)鐘，因?yàn)榇蟛糠滞庠O(shè)時(shí)鐘都是用的高速時(shí)鐘。系統(tǒng)內(nèi)核和外設(shè)時(shí)鐘的時(shí)鐘只有一個(gè)源，那就是SYSCLK， 即常說(shuō)的系統(tǒng)時(shí)鐘， 他是有一個(gè)選擇器SW來(lái)做選擇的，有3種選擇HSI、HSE和PLL， 上電后默認(rèn)選擇內(nèi)部HSI， HSI雖然存在精度誤差，但是能保證不會(huì)掛。這點(diǎn)比AVR單片機(jī)做的好一些，AVR單片機(jī)時(shí)鐘一旦配置成外部的，如果外部時(shí)鐘正常那時(shí)無(wú)法下載程序的。PLL為鎖相環(huán)倍頻輸出，PLL時(shí)鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，其輸出頻率最大不得超過(guò)72MHz, 也有網(wǎng)有超頻工作的，但不提倡。

也就是說(shuō)系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK最終有以下幾種選擇：

①、SYSCLK = HSI

①、SYSCLK = HSE

③、SYSCLK = PLL

關(guān)于PLL鎖相環(huán)倍頻（輸入和輸出）:

將輸入時(shí)鐘乘以一個(gè)系數(shù)后輸出時(shí)鐘，可以百度PLL原理。

PLL的輸入3種選擇：

①、PLLi =  HSI /2

①、PLLi =  HSE /2

③、PLLi =  HSE

PLL的輸出有15種選擇： PLLout = PLLi Xn (n = 2…16)

關(guān)于USB時(shí)鐘

STM32中有一個(gè)全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個(gè)頻率為48MHz的時(shí)鐘源。該時(shí)鐘源只能從PLL輸出端獲取（唯一的），，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當(dāng)需要使用USB模塊時(shí)，PLL必須使能，并且時(shí)鐘頻率配置為48MHz或72MHz。

關(guān)于把時(shí)鐘信號(hào)輸出到外部

另外，STM32還可以選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統(tǒng)時(shí)鐘。

關(guān)于系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK分配

系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK，它是供STM32中絕大部分部件工作的時(shí)鐘源。系統(tǒng)時(shí)鐘可選擇為PLL輸出、HSI(8MHz)或者HSE(外部晶振)。系統(tǒng)時(shí)鐘最大頻率為72MHz，供給I2S音頻總線和AHB總線時(shí)鐘。

它通過(guò)AHB分頻器分頻后送給各模塊使用，AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時(shí)鐘送給5大模塊使用：

①、內(nèi)核總線：送給AHB總線、內(nèi)核、內(nèi)存和DMA使用的HCLK時(shí)鐘。

②、Tick定時(shí)器：通過(guò)8分頻后送給Cortex的系統(tǒng)定時(shí)器時(shí)鐘。

③、I2S總線：直接送給Cortex的空閑運(yùn)行時(shí)鐘FCLK。

④、APB1外設(shè)：送給APB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB1外設(shè)使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時(shí)器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時(shí)鐘輸出供定時(shí)器2、3、4使用。

⑤、APB2外設(shè)：送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB2外設(shè)使用(PCLK2，最大頻率72MHz)，另一路送給定時(shí)器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時(shí)鐘輸出供定時(shí)器1使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。

在以上的時(shí)鐘輸出中，有很多是帶使能控制的，例如AHB總線時(shí)鐘、內(nèi)核時(shí)鐘、各種APB1外設(shè)、APB2外設(shè)等等。當(dāng)需要使用某模塊時(shí)，記得一定要先使能對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘。

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

連接在APB1(低速外設(shè))上的設(shè)備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門(mén)狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個(gè)單獨(dú)的48MHz時(shí)鐘信號(hào)，但它應(yīng)該不是供USB模塊工作的時(shí)鐘，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時(shí)鐘。USB模塊工作的時(shí)鐘應(yīng)該是由APB1提供的。

連接在APB2(高速外設(shè))上的設(shè)備有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。

對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，CPU和總線以及外設(shè)的時(shí)鐘設(shè)置是非常重要的，因?yàn)闆](méi)有時(shí)鐘就沒(méi)有時(shí)序。

由于時(shí)鐘是一個(gè)由內(nèi)而外的東西，具體設(shè)置要從寄存器開(kāi)始。 
RCC 寄存器結(jié)構(gòu)，RCC_TypeDeff，在文件“stm32f10x.h”中定義如下： （v3.4庫(kù)）

1059行->1081行。

typedef struct

{

  __IO uint32_t CR;

  __IO uint32_t CFGR;

  __IO uint32_t CIR;

  __IO uint32_t APB2RSTR;

  __IO uint32_t APB1RSTR;

  __IO uint32_t AHBENR;

  __IO uint32_t APB2ENR;

  __IO uint32_t APB1ENR;

  __IO uint32_t BDCR;

  __IO uint32_t CSR;

#ifdef STM32F10X_CL

  __IO uint32_t AHBRSTR;

  __IO uint32_t CFGR2;

#endif /* STM32F10X_CL */

#if defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || defined (STM32F10X_HD_VL)

  uint32_t RESERVED0;

  __IO uint32_t CFGR2;

#endif /* STM32F10X_LD_VL || STM32F10X_MD_VL || STM32F10X_HD_VL */

} RCC_TypeDef;

一般板子上只有8Mhz的晶振，而增強(qiáng)型最高工作頻率為72Mhz，顯然需要用PLL倍頻9倍，這些設(shè)置都需要在初始化階段完成。

使用外部高速HSE時(shí)鐘，程序設(shè)置時(shí)鐘參數(shù)流程： 

     1、將RCC寄存器重新設(shè)置為默認(rèn)值      RCC_DeInit; 

     2、打開(kāi)外部高速時(shí)鐘晶振HSE           RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); 

     3、等待外部高速時(shí)鐘晶振工作           HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); 

     4、設(shè)置AHB時(shí)鐘                          RCC_HCLKConfig; 

    5、設(shè)置高速AHB時(shí)鐘                      RCC_PCLK2Config; 

    6、設(shè)置低速速AHB時(shí)鐘                   RCC_PCLK1Config; 

    7、設(shè)置PLL                                 RCC_PLLConfig; 

    8、打開(kāi)PLL                                 RCC_PLLCmd(ENABLE); 

    9、等待PLL工作                            while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) 

   10、設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘                          RCC_SYSCLKConfig; 

   11、判斷是否PLL是系統(tǒng)時(shí)鐘              while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) 

   12、打開(kāi)要使用的外設(shè)時(shí)鐘               RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

為了方便說(shuō)明，借用一下例程的RCC設(shè)置函數(shù)，并用中文注釋的形式加以說(shuō)明：

使用內(nèi)部高速HSI時(shí)鐘，程序設(shè)置時(shí)鐘參數(shù)流程： 

     1、將RCC寄存器重新設(shè)置為默認(rèn)值      RCC_DeInit; 

     2、設(shè)置AHB時(shí)鐘                           RCC_HCLKConfig; 

     3、設(shè)置高速AHB時(shí)鐘                      RCC_PCLK2Config; 

     4、設(shè)置低速速AHB時(shí)鐘                   RCC_PCLK1Config; 

    5、設(shè)置PLL選擇時(shí)鐘源和倍頻數(shù)         RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, 倍頻數(shù)); 

6、打開(kāi)PLL                                 RCC_PLLCmd(ENABLE); 

     7、等待PLL工作                            while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) 

     8、設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘                           RCC_SYSCLKConfig; 

     9、判斷是否PLL是系統(tǒng)時(shí)鐘               while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) 

   10、打開(kāi)要使用的外設(shè)時(shí)鐘                 RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

void RCC_Configuration(void){

    /*將外設(shè)RCC寄存器重設(shè)為缺省值*/

    RCC_DeInit();

    /*設(shè)置AHB時(shí)鐘（HCLK）*/ 

    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  //RCC_SYSCLK_Div1——AHB時(shí)鐘= 系統(tǒng)時(shí)鐘

    /* 設(shè)置高速AHB時(shí)鐘（PCLK2）*/ 

    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   //RCC_HCLK_Div1——APB2時(shí)鐘= HCLK

    /*設(shè)置低速AHB時(shí)鐘（PCLK1）*/    

    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   //RCC_HCLK_Div2——APB1時(shí)鐘= HCLK / 2

    /*設(shè)置FLASH存儲(chǔ)器延時(shí)時(shí)鐘周期數(shù)*/

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

    /*選擇FLASH預(yù)取指緩存的模式*/  

    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 預(yù)取指緩存使能

    /*設(shè)置PLL時(shí)鐘源及倍頻系數(shù)*/ 

    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, RCC_PLLMul_12);        

    /*使能PLL */

    RCC_PLLCmd(ENABLE); 

    /*檢查指定的RCC標(biāo)志位(PLL準(zhǔn)備好標(biāo)志)設(shè)置與否*/   

    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) ;

    /*設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘（SYSCLK）*/ 

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); 

    /* PLL返回用作系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘源*/

    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);                 //0x08：PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘

}

PLL的設(shè)定需要在使能之前，一旦PLL使能后參數(shù)不可更改。

在STM32中，連接在APB1(低速外設(shè))上的設(shè)備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門(mén)狗、Timer2、Timer3、Timer4 。

連接在APB2(高速外設(shè))上的設(shè)備有：GPIO_A-E、USART1、ADC1、ADC2、ADC3、TIM1、TIM8、SPI1、ALL。

程序舉例：

APB1(低速外設(shè))

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN, ENABLE);

APB2（高速外設(shè)）

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA  , ENABLE);

STM32和其它單片機(jī)相比時(shí)鐘更為復(fù)雜，就是為了靈活配置，降低功耗，不用的外設(shè)可以關(guān)閉時(shí)鐘，看似復(fù)雜但是，打開(kāi)時(shí)鐘樹(shù)一看，就是幾個(gè)根的選擇，和幾個(gè)枝葉的選擇。