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()….
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2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为: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。
|