[轉] STM32各種時鍾的區別

[原創]:http://m.oschina.net/blog/129357

 

我在原創的基礎又從另一位博主處引用了一些內容。

 

 時鍾系統是處理器的核心，所以在學習STM32所有外設之前，認真學習時鍾系統是必要的,有助於深入理解STM32。 
    下面是從網上找的一個STM32時鍾框圖，比《STM32中文參考手冊》里面的是中途看起來清晰一些： 
    
    
重要的時鍾： 
  PLLCLK,SYSCLK,HCKL,PCLK1,PCLK2 之間的關系要弄清楚; 


      1、HSI:高速內部時鍾信號 stm32單片機內帶的時鍾 (8M頻率)     精度較差 
      2、HSE:高速外部時鍾信號  精度高 來源(1)HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振)  (2)HSE用戶外部時鍾          
      3、LSE:低速外部晶體 32.768kHz 主要提供一個精確的時鍾源 一般作為RTC時鍾使用  


在STM32中，有五個時鍾源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。  

　　①、HSI是高速內部時鍾，RC振盪器，頻率為8MHz。 

　　②、HSE是高速外部時鍾，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鍾源，頻率范圍為4MHz~16MHz。 

　　③、LSI是低速內部時鍾，RC振盪器，頻率為40kHz。 

　　④、LSE是低速外部時鍾，接頻率為32.768kHz的石英晶體。 

　　⑤、PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鍾輸入源可選擇為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實時時鍾RTC的時鍾源。另外，實時時鍾RTC的時鍾源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。RTC的時鍾源通過RTCSEL[1:0]來選擇。 

　　STM32中有一個全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個頻率為48MHz的時鍾源。該時鍾源只能從PLL輸出端獲取，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當需要使用USB模塊時，PLL必須使能，並且時鍾頻率配置為48MHz或72MHz。 

　　另外，STM32還可以選擇一個時鍾信號輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鍾。 

　　系統時鍾SYSCLK，它是供STM32中絕大部分部件工作的時鍾源。系統時鍾可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。系統時鍾最大頻率為72MHz，它通過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分頻器輸出的時鍾送給5大模塊使用： 

　　①、送給AHB總線、內核、內存和DMA使用的HCLK時鍾。 

　　②、通過8分頻后送給Cortex的系統定時器時鍾。 

　　③、直接送給Cortex的空閑運行時鍾FCLK。 

　　④、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外設使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鍾輸出供定時器2、3、4使用。 

　　⑤、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外設使用(PCLK2，最大頻率72MHz)，另一路送給定時器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鍾輸出供定時器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。 

　　在以上的時鍾輸出中，有很多是帶使能控制的，例如AHB總線時鍾、內核時鍾、各種APB1外設、APB2外設等等。當需要使用某模塊時，記得一定要先使能對應的時鍾。 

　　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。 

　　連接在APB1(低速外設)上的設備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鍾信號，但它應該不是供USB模塊工作的時鍾，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鍾。USB模塊工作的時鍾應該是由APB1提供的。 

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


涉及的寄存器： 
RCC 寄存器結構，RCC_TypeDeff，在文件“stm32f10x_map.h”中定義如下：  
typedef struct  
{  
vu32 CR;                  //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能  
vu32 CFGR;              //PLL等的時鍾源選擇以及分頻系數設定 
vu32 CIR;                // 清除/使能 時鍾就緒中斷 
vu32 APB2RSTR;      //APB2線上外設復位寄存器 
vu32 APB1RSTR;      //APB1線上外設復位寄存器 
vu32 AHBENR;         //DMA，SDIO等時鍾使能 
vu32 APB2ENR;       //APB2線上外設時鍾使能 
vu32 APB1ENR;      //APB1線上外設時鍾使能 
vu32 BDCR;           //備份域控制寄存器 
vu32 CSR;             
} RCC_TypeDef; 

可以對上上面的時鍾框圖和RCC寄存器來學習，對STM32的時鍾系統有個大概的了解，然后對照我們的《STM32不完全手冊》的系統時鍾配置函數void Stm32_Clock_Init(u8 PLL)一同來學習。 

 

[引用]：

時鍾輸出的使能控制
    在以上的時鍾輸出中有很多是帶使能控制的，如AHB總線時鍾、內核時鍾、各種APB1外設、APB2外設等。
當需要使用某模塊時，必需先使能對應的時鍾。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。
   連接在APB1(低速外設)上的設備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、 Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鍾信號，但它應該不是供USB模塊工作的時鍾，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鍾。USB模塊工作的時鍾應該是由APB1提供的。
   連接在APB2(高速外設)上的設備有：GPIO_A-E、USART1、ADC1、ADC2、ADC3、TIM1、TIM8、SPI1、AFIO

使用HSE時鍾，程序設置時鍾參數流程：
1、將RCC寄存器重新設置為默認值   RCC_DeInit;
2、打開外部高速時鍾晶振HSE       RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
3、等待外部高速時鍾晶振工作      HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
4、設置AHB時鍾         RCC_HCLKConfig;
5、設置高速AHB時鍾     RCC_PCLK2Config;
6、設置低速速AHB時鍾   RCC_PCLK1Config;
7、設置PLL              RCC_PLLConfig;
8、打開PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);
9、等待PLL工作          while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
10、設置系統時鍾        RCC_SYSCLKConfig;
11、判斷是否PLL是系統時鍾     while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
12、打開要使用的外設時鍾      RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

 

下面是STM32軟件固件庫的程序中對RCC的配置函數(使用外部8MHz晶振)

void RCC_Configuration(void)

{

  RCC_DeInit();

  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //RCC_HSE_ON——HSE晶振打開(ON)

  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

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

  {   

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

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

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

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

    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 預取指緩存使能

    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);    

   // PLL的輸入時鍾 = HSE時鍾頻率；RCC_PLLMul_9——PLL輸入時鍾x 9

    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) ;    

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

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

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

  }

 

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |

  RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);

//RCC_APB2Periph_GPIOA    GPIOA時鍾

//RCC_APB2Periph_GPIOB    GPIOB時鍾

//RCC_APB2Periph_GPIOC    GPIOC時鍾

//RCC_APB2Periph_GPIOD    GPIOD時鍾

}