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STM32的时钟树深入详解

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Bonner 发布时间:2017-10-13 16:28
STM32上如果不使用外部晶振,OSC_INOSC_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:

6 z, ~' @8 J. F3 a$ v9 ]. X  [1)对于100脚或144脚的产品,OSC_IN应接地,OSC_OUT应悬空。6 n" L5 v" X# l0 T2 q
2)对于少于100脚的产品,有2种接法:1 {9 {5 p2 P* X1 `( B
   2.1)OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能。
# A" t3 U  C$ i   2.2)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2.1)节省2个外部电阻。
   HSI内部8MHz的RC振荡器的误差在1%左右,内部RC振荡器的精度通常比用HSE(外部晶振)要差上十倍以上。STM32的ISP就是用(HSI)内部RC振荡器。

0 b" t- ~# z- V! K0 J$ H3 n  b' fSTM32时钟系统
     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。

3 m4 L3 x$ D1 C* b
    用户可通过多个预分频器配置AHB总线、高速APB2总线和低速APB1总线的频率。AHB和APB2域的最大频率是72MHZ。APB1域的最大允许频率是36MHZ。SDIO接口的时钟频率固定为HCLK/2。
7 ~0 E' F) w* v# X5 U; ~$ `- m    40kHz的LSI供独立看门狗IWDG使用,另外它还可以被选择为实时时钟RTC的时钟源。另外,实时时钟RTC的时钟源还可以选择LSE,或者是HSE的128分频。RTC的时钟源通过RTCSEL[1:0]来选择。$ x) d+ }1 ~1 r1 z5 Y
    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。" B- {, B5 B/ j/ b
    另外,STM32还可以选择一个PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟SYSCLK输出到MCO脚(PA8)上。系统时钟SYSCLK,是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源,它可选择为PLL输出、HSI或者HSE,(一般程序中采用PLL倍频到72Mhz)在选择时钟源前注意要判断目标时钟源是否已经稳定振荡。Max=72MHz,它分为2路,1路送给I2S2、I2S3使用的I2S2CLK,I2S3CLK;另外1路通过AHB分频器分频(1/2/4/8/16/64/128/256/512)分频后送给以下8大模块使用:
- g7 @7 }( _' O8 o# p# w( B8 v① 送给SDIO使用的SDIOCLK时钟。
( y" G9 v' E+ C② 送给FSMC使用的FSMCCLK时钟。
+ r% ?" P% J8 J2 ~) U2 _③ 送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。* j$ v$ X$ R& E  `( y$ V- X
④ 通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟(SysTick)。
. K9 G2 o$ m' G# S: r& q⑤ 直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK。
* y- g6 x) l, ~/ u* }2 H# R⑥ 送给APB1分频器。APB1分频器可选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB1外设使用(PCLK1,最大频率36MHz),另一路送给定时器(Timer2-7)2、3、4倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频,时钟输出供定时器2、3、4、5、6、7使用。
+ M- U" c! R/ [6 H1 y1 L⑦ 送给APB2分频器。APB2分频器可选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB2外设使用(PCLK2,最大频率72MHz),另一路送给定时器(Timer1、Timer8)1、2倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频,时钟输出供定时器1和定时器8使用。另外,APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用,分频后得到ADCCLK时钟送给ADC模块使用。ADC分频器可选择为2、4、6、8分频。
; o; ^* c6 k7 O1 H9 x⑧ 2分频后送给SDIO AHB接口使用(HCLK/2)。

- M$ H4 y) ~3 y5 W& H) \时钟输出的使能控制3 s( X) ^1 a$ h# u
    在以上的时钟输出中有很多是带使能控制的,如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等。
7 [1 i) L8 j8 y0 U. {5 Y$ C# R当需要使用某模块时,必需先使能对应的时钟。需要注意的是定时器的倍频器,当APB的分频为1时,它的倍频值为1,否则它的倍频值就为2。& H* b# P7 }; n3 Z
   连接在APB1(低速外设)上的设备有:电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、 Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号,但它应该不是供USB模块工作的时钟,而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由APB1提供的。
# I, h" Y; _& h. m
   连接在APB2(高速外设)上的设备有:GPIO_A-E、USART1、ADC1、ADC2、ADC3、TIM1、TIM8、SPI1、AFIO

7 s& C) t; n$ R% j" D
11.jpg
2 L9 N9 g5 }0 b, a9 _5 @# w( j) y

- f0 s7 x' `% T) I! Z" o5 m
使用HSE时钟,程序设置时钟参数流程:# ?, M! E. l0 y3 g
1、将RCC寄存器重新设置为默认值   RCC_DeInit;
" \9 |- Y- r( x4 g2、打开外部高速时钟晶振HSE       RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
: p9 l' H" s. q9 F9 M9 a3、等待外部高速时钟晶振工作      HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
2 P1 G% o! q$ B3 C, b) I/ v4、设置AHB时钟         RCC_HCLKConfig;+ Z4 V8 a: s/ Q# M  [7 h: Y
5、设置高速AHB时钟     RCC_PCLK2Config;- q8 x& M: e2 G2 z0 }3 |
6、设置低速速AHB时钟   RCC_PCLK1Config;
) g( d% \8 j( E) ~5 k7、设置PLL              RCC_PLLConfig;! f& ^8 P# e  }! M* i4 r* q, U! G8 _
8、打开PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);- t4 e% F3 g/ f
9、等待PLL工作          while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
( g+ c$ E, W" `& W$ e10、设置系统时钟        RCC_SYSCLKConfig;1 s9 G; {& d4 L( a* l* X$ `
11、判断是否PLL是系统时钟     while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)1 M: W. [6 }* E1 x. \
12、打开要使用的外设时钟      RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

8 M; O4 t7 I8 ?( t1 n9 c
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)$ V& u) \9 Y. h. e6 U
void RCC_Configuration(void)
{
  RCC_DeInit();
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)        //SUCCESS:HSE晶振稳定且就绪
  {   
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟 = 系统时钟
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   //RCC_HCLK_Div1——APB2时钟 = HCLK
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   //RCC_HCLK_Div2——APB1时钟 = HCLK / 2
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);    //FLASH_Latency_2  2延时周期
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 预取指缓存使能
    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
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) ;   
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
   //RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);        //0x08:PLL作为系统时钟
  }

& t1 g6 I3 P: a* G
  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
}

1 m& r- f7 G' `. ~4 l

* N, w9 G# W; w0 E$ w
下面是用mdk仿真GPIO的实验截图:
<span], O* l" A) F1 i5 C: N% T
12.jpg

3 T3 r7 U4 V8 z

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收藏 4 评论6 发布时间:2017-10-13 16:28

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6个回答
alisa123 回答时间:2017-10-13 17:00:07
楼主介绍很详细,谢谢分享,先收藏了!
stary666 回答时间:2017-10-13 20:43:43
MrJiu 回答时间:2017-10-14 08:38:58
支持!!!
epochal 回答时间:2017-10-14 09:48:49
谢谢分享!
斜阳 回答时间:2017-10-14 09:54:48
好详细
pythonworld 回答时间:2017-10-14 11:28:22
谢谢分享!

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