hustshea

  1. STM32的时钟系统        

  在STM32中,一共有5个时钟源,分别是HSI、HSE、LSI、LSE、PLL

    (1) HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz;

    (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,频率范围是4MHz – 16MHz;

    (3) LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40KHz;

    (4) LSE是低速外部时钟,接频率为32.768KHz的石英晶体;

    (5) PLL为锁相环倍频输出,严格的来说并不算一个独立的时钟源,PLL的输入可以接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。       

  其中,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。        

  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端获取,可以选择为1.5分频或者1分频,也就是,当需使用到USB模块时,

PLL必须使能,并且时钟配置为48MHz或72MHz

  另外STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA.8)上,可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE或者系统时钟。

  系统时钟SYSCLK,它是提供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。

  系统时钟可以选择为PLL输出、HSI、HSE

  系统时钟最大频率为72MHz,它通过AHB分频器分频后送给各个模块使用,AHB分频器可以选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频,其分频器输出的时钟送给5大模块使用:

    (1) 送给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;

    (3) 直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK;

    (4) 送给APB1分频器。APB1分频器可以选择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(Timer)2、  3、4倍频器    

       使用。该倍频器可以选择1或者2倍频,时钟输出供定时器2、3、4使用。

    (5) 送给APB2分频器。APB2分频器可以选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB2外设使用(PCLK2,最大频率72MHz),另外一路送给定时器(Timer)1倍频使用。该倍频

       器可以选择1或2倍频,时钟输出供定时器1使用。另外APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用,分频后送给ADC模块使用。ADC分频器可选择为2、4、6、8分频。        

  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.        

  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。       

  连接在APB2(高速外设)上的设备有:

  UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、GPIOx(PA~PE)、第二功能IO口。

  注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz的时钟信号,但是它应该不是供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模块的工作时钟应该是由APB1提供的。

2. STM32时钟的初始化      

    开发板已经外接了一个8MHz的晶振,因此将采用HSE时钟,在MDK编译平台中,程序的时钟设置参数流程如下:

    (1) 将RCC寄存器重新设置为默认值:RCC_DeInit;

    (2) 打开外部高速时钟晶振HSE: RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

    (3) 等待外部高速时钟晶振工作: HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

    (4) 设置AHB时钟(HCLK):  RCC_HCLKConfig;

    (5) 设置高速AHB时钟(APB2): RCC_PCLK2Config;

    (6) 设置低速AHB时钟(APB1): RCC_PCLK1Config;

    (7) 设置PLL:     RCC_PLLConfig;

    (8) 打开PLL:     RCC_PLLCmd(ENABLE);

    (9) 等待PLL工作: while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

    (10) 设置系统时钟:    RCC_SYSCLKConfig;

    (11) 判断PLL是否是系统时钟:  while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

    (12) 打开要使用的外设时钟:  RCC_APB1PerphClockCmd()….

 

下面是TM32软件固件库的程序中对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)

 

/*******************************************************************************
* Function Name  : RCC_Configuration
* Description    : RCC配置(使用外部8MHz晶振)
* Input            : 无
* Output         : 无
* Return         : 无
******************************************************************************
*/
void RCC_Configuration(void)
{
  /*将外设RCC寄存器重设为缺省值 */
    RCC_DeInit();
  /*设置外部高速晶振(HSE)*/
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);  
//RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)
   /*等待HSE起振*/
    HSEStartUpStatus
= RCC_WaitForHSEStartUp();
    
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)     //SUCCESS:HSE晶振稳定且就绪
    {
       
/*设置AHB时钟(HCLK)*/
        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
//RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟 = 系统时钟
       /* 设置高速AHB时钟(PCLK2)*/
        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);    
//RCC_HCLK_Div1——APB2时钟 = HCLK
       /*设置低速AHB时钟(PCLK1)*/  
     RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);    
//RCC_HCLK_Div2——APB1时钟 = HCLK / 2
      /*设置FLASH存储器延时时钟周期数*/
        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);  
//FLASH_Latency_2  2延时周期
    /*选择FLASH预取指缓存的模式*/ 
        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);    
// 预取指缓存使能
       /*设置PLL时钟源及倍频系数*/
        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 


    /*使能PLL */
        RCC_PLLCmd(ENABLE);
     
/*检查指定的RCC标志位(PLL准备好标志)设置与否*/  
      while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)    
         {

         }
     
/*设置系统时钟(SYSCLK) */
      RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    //RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟
     /* PLL返回用作系统时钟的时钟源*/
      while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)     //0x08:PLL作为系统时钟
         {

         }

    }
  /*使能或者失能APB2外设时钟*/   
    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
}

3. SysTick定时器       

  NVIC中,捆绑着一个SysTick定时器,它是一个24位的倒数计数定时器,当计到0时,将从RELOAD寄存器中自动重装载定时初值并继续计数,同时内部的 COUNTFLAG 标志会置位,触

发中断 (如果中断使能情况下)。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除,就用不停息。

Cortex-M3允许为SysTick提供2个时钟源以供选择:

  第一个是内核的“自由运行时钟”FCLK,“自由”表现在它不是来自系统时钟HCLK,因此在系统时钟停止时,FCLK也能继续运行。

  第二个是一个外部的参考时钟,但是使用外部时钟时,因为它在内部是通过FCLK来采样的,因此其周期必须至少是FCLK的两倍(采样定理)。       

 

下面介绍一下STM32中的SysTick,它属于NVIC控制部分,一共有4个寄存器:

  STK_CSR,  0xE000E010:  控制寄存器

  STK_LOAD, 0xE000E014:  重载寄存器

  STK_VAL,  0xE000E018:  当前值寄存器

  STK_CALRB, 0xE000E01C:  校准值寄存器        

  首先看STK_CSR控制寄存器,有4个bit具有意义:

    第0位:ENABLE,SysTick使能位(0:关闭SysTick功能,1:开启SysTick功能);

    第1位:TICKINT,SysTick中断使能位(0:关闭SysTick中断,1:开启SysTick中断);

    第2位:CLKSOURCE,SysTick时钟选择(0:使用HCLK/8作为时钟源,1:使用HCLK);

    第3位:COUNTFLAG,SysTick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick已经数到0了,则该位为1,如果读取该位,该位自动清零。

  STK_LOAD重载寄存器:

    Systick是一个递减的定时器,当定时器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重装载,继续开始递减。STK_LOAD  重载寄存器是个24位的寄存器最大计数0xFFFFFF。        

  STK_VAL当前值寄存器:

    也是个24位的寄存器,读取时返回当前倒计数的值,写它则使之清零,同时还会清除在SysTick 控制及状态寄存器中的COUNTFLAG 标志。        

  STK_CALRB校准值寄存器:        

    其中包含着一个TENMS位段,具体信息不详。暂时用不到。

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