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Stm32时钟分析

作者: 时间:2016-11-28 来源:网络 收藏
该分析材料大部分来自opendev论坛,我所做的只不过是加上一些自己的分析和整理,由于个人能力有限,纰漏之处在所难免,欢迎指正。

Stm32时钟结构图如下,(http://www.openedv.com/posts/list/302.htm)

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201611/322683.htm

对上图的分析如下:

重要的时钟:
PLLCLK,SYSCLK,HCKL,PCLK1,PCLK2之间的关系要弄清楚;
1、HSI:高速内部时钟信号stm32单片机内带的时钟(8M频率)精度较差
2、HSE:高速外部时钟信号精度高来源(1)HSE外部晶体/陶瓷谐振器(晶振)(2)HSE用户外部时钟
3、LSE:低速外部晶体32.768kHz主要提供一个精确的时钟源一般作为RTC时钟使用
在STM32中,有五个时钟源,为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,频率范围为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,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。
  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。RTC的时钟源通过RTCSEL[1:0]来选择。
  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。
  另外,STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)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,它是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为PLL输出、HSI或者HSE。系统时钟最大频率为72MHz,它通过AHB分频器分频后送给各模块使用,AHB分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中AHB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(Timer)1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。
  在以上的时钟输出中,有很多是带使能控制的,例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等等。当需要使用某模块时,记得一定要先使能对应的时钟。
  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。
  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。
  连接在APB2(高速外设)上的设备有: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寄存器结构,RCC_TypeDeff,在文件“stm32f10x_map.h”中定义如下:
typedef struct
{
vu32 CR;//HSI,HSE,CSS,PLL等的使能
vu32 CFGR; //PLL等的时钟源选择以及分频系数设定
vu32 CIR;//清除/使能时钟就绪中断
vu32 APB2RSTR;//APB2线上外设复位寄存器
vu32 APB1RSTR;//APB1线上外设复位寄存器
vu32 AHBENR;//DMA,SDIO等时钟使能
vu32 APB2ENR;//APB2线上外设时钟使能
vu32 APB1ENR;//APB1线上外设时钟使能
vu32 BDCR;//备份域控制寄存器
vu32 CSR;
} RCC_TypeDef;
可以对上上面的时钟框图和RCC寄存器来学习,对STM32的时钟系统有个大概的了解,然后对照我们的《STM32不完全手册》的系统时钟配置函数void Stm32_Clock_Init(u8 PLL)一同来学习。

具体配置过程:

第一步:

复位并配置向量表。

函数MYRCC_DeInit();

下面对该函数进行分析:

(1)设置外设复位寄存器:RCC->APB1RSTR = 0x00000000

该寄存器中包含dac,电源复位,定时器等外设复位设置,某位为1表示对相应外设复位。开机启动时将该寄存器数据清空。

(2)设置外设复位寄存器:RCC->APB2RSTR = 0x00000000

同第一步外设复位寄存器的设置。

解答:

RCC->APB1RSTR=0x00000000;//复位结束
RCC->APB2RSTR=0x00000000;
这里的“复位结束”具体是什么意思??我把它注释掉后发现也是可以运行的

1是复位.0当然是不复位了
不复位那就是复位结束了.

(3)睡眠模式闪存和sram时钟使能,其他关闭。用于使用sram。Sram相当于pc的内存。

STm32有三种启动模式:

1,ISP模式.这种模式就是STM32复位后就执行固化在内部的BOOTLOADER程序(固化的,我们无法读写.),然后等待串口数据,从而实现串口bootloader功能.
这种模式不会从用户存储区启动(除非用串口控制其从0X08000000启动),所以在更新了代码之后,需要设置为其他模式(FLASH模式).
2,FLASH启动模式.这种模式直接从0X08000000启动,也就是我们自己编写的代码的启动方式了.正常情况都应该用这种.
3,SRAM启动模式.这种模式我没有用过,是从0X20000000启动的,也就是说在sram模式开始之前,你要确保SRAM里面已经有代码了,否则就是死机.

RCC->AHBENR = 0x00000014

(4)设置外设时钟使能寄存器:

RCC->APB1ENR = 0x00000000;

RCC->APB2ENR = 0x00000000;将所有外设全部关闭

(5)使能内部高速HSION。

RCC->CR |=0x00000001;

stm32的时钟启动过程。
启动过程是:
1,首先使用内部时钟(这也是为什么你不接晶振也可以下载代码了)。
2,尝试开启外部时钟.
3,如果开启成功,则使用外部时钟,否则使用内部。
4,做其他事情。
当然以上代码都需要你自己写代码实现,当然内部时钟是默认的时钟,你不开启也可以.

(6)复位SW,HPRE,PPRE1,PPRE2,ADCPRE,MCO

RCC->CFGR &= 0xF8FF0000;

这步有什么意思呢,我的理解是。Cfgr寄存器主要用于对时钟分频的控制,见下图:

通过该步的配置:

首先配置MCO无输出,MCO是什么呢?是指可以将stm32的内部时钟通过IO口引脚输出出去,如上图就可以看到,对cfgr的配置,可以有四种mco输出,分别是将pllclk两分频后输出,hsi(片内时钟)输出等。

其次:配置ADCPRE就是上图中AHB分频器线面的ADC

再次:配置ppre2也就是高速外部时钟APB2,这里设成不分频。高速外部时钟主要驱动一些高速外设,这个在APB2ENR时钟控制寄存器中有介绍

再次:配置PPRE1配置低速外部时钟分频APB1这里也全部设成不分频。

再次:配置HPRE。这几个位主要用来配置AHB这个寄存器的分频系数这里也设置成不分频。也就是说上图SYSCLK经AHB没有分频。


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关键词: Stm32时钟分

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