STM32如何配置時鐘?

作者： 揚興科技 日期：2021-01-25 瀏覽量：

  STM32系列專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用設計的ARM Cortex-M內核單片機，要想正常工作發揮其功能，還需要配置好時鐘。我們來看看如何配置。(相關閱讀可以查看YXC揚興官網《32.768KHZ晶振各廠家型號有哪些》)

  在STM32中，有五個時鐘源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。

  ①HSI是高速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz。

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

  ③LSI是低速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。

  ④LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。

  ⑤PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為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。

  二、在STM32上如果不使用外部晶振，OSC_IN和OSC_OUT的接法：如果使用內部RC振蕩器而不使用外部晶振，請按照下面方法處理：

  ①對于100腳或144腳的產品，OSC_IN應接地，OSC_OUT應懸空。

  ②對于少于100腳的產品，有2種接法：第1種：OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC性能;第2種：分別重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1為推挽輸出并輸出'0'。此方法可以減小功耗并(相對上面)節省2個外部電阻。

  三、用HSE時鐘，程序設置時鐘參數流程：

  01、將RCC寄存器重新設置為默認值 RCC_DeInit;

  02、打開外部高速時鐘晶振HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  03、等待外部高速時鐘晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

  04、設置AHB時鐘 RCC_HCLKConfig;

  05、設置高速AHB時鐘 RCC_PCLK2Config;

  06、設置低速速AHB時鐘 RCC_PCLK1Config;

  07、設置PLL RCC_PLLConfig;

  08、打開PLL RCC_PLLCmd(ENABLE);

  09、等待PLL工作 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)

  10、設置系統時鐘 RCC_SYSCLKConfig;

  11、判斷是否PLL是系統時鐘 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)

  12、打開要使用的外設時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

  * Function Name : RCC_Configuration

  * Description : RCC配置(使用外部8MHz晶振)

  * Input : 無

  * Output : 無

  * Return : 無

  void RCC_Configuration(void)

  {

  /*將外設RCC寄存器重設為缺省值*/

  RCC_DeInit();

  /*設置外部高速晶振(HSE)*/

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

  /*等待HSE起振*/

  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

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

  {

  /*設置AHB時鐘(HCLK)*/

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

  /* 設置高速AHB時鐘(PCLK2)*/

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

  /*設置低速AHB時鐘(PCLK1)*/

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

  /*設置FLASH存儲器延時時鐘周期數*/

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

  /*選擇FLASH預取指緩存的模式*/

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

  /*設置PLL時鐘源及倍頻系數*/

  RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

  // PLL的輸入時鐘= HSE時鐘頻率;RCC_PLLMul_9——PLL輸入時鐘x 9

  /*使能PLL */

  RCC_PLLCmd(ENABLE);

  /*檢查指定的RCC標志位(PLL準備好標志)設置與否*/

  while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)

  {

  }

  /*設置系統時鐘(SYSCLK)*/

  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

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

  /* PLL返回用作系統時鐘的時鐘源*/

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

  {

  }

  }

  /*使能或者失能APB2外設時鐘*/

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |

  RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);

  //RCC_APB2Periph_GPIOA GPIOA時鐘

  //RCC_APB2Periph_GPIOB GPIOB時鐘

  //RCC_APB2Periph_GPIOC GPIOC時鐘

  //RCC_APB2Periph_GPIOD GPIOD時鐘

  }

  五、時鐘頻率

  STM32F103內部8M的內部震蕩，經過倍頻后最高可以達到72M。目前TI的M3系列芯片最高頻率可以達到80M。

  在stm32固件庫3.0中對時鐘頻率的選擇進行了大大的簡化，原先的一大堆操作都在后臺進行。系統給出的函數為SystemInit()。但在調用前還需要進行一些宏定義的設置，具體的設置在system_stm32f10x.c文件中。

  文件開頭就有一個這樣的定義:

  //#define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_Value

  //#define SYSCLK_FREQ_20MHz 20000000

  //#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000

  //#define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000

  //#define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000

  #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

  ST 官方推薦的外接晶振是 8M,所以庫函數的設置都是假定你的硬件已經接了 8M 晶振來運算的.以上東西就是默認晶振 8M 的時候,推薦的 CPU 頻率選擇.在這里選擇了：

  #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

  也就是103系列能跑到的最大值72M

  然后這個 C文件繼續往下看

  #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz

  const uint32_t SystemFrequency = SYSCLK_FREQ_72MHz;

  const uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;

  const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;

  const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);

  const uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;

  這就是在定義了CPU跑72M的時候,各個系統的速度了.他們分別是:硬件頻率,系統時鐘,AHB總線頻率,APB1總線頻率,APB2總線頻率.再往下看,看到這個了:

  #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz

  static void SetSysClockTo72(void);

  這就是定義 72M 的時候,設置時鐘的函數.這個函數被 SetSysClock ()函數調用,而

  SetSysClock ()函數則是被 SystemInit()函數調用.最后 SystemInit()函數,就是被你調用的了

  所以設置系統時鐘的流程就是:

  首先用戶程序調用 SystemInit()函數,這是一個庫函數,然后 SystemInit()函數里面,進行了一些寄存器必要的初始化后,就調用 SetSysClock()函數. SetSysClock()函數根據那個#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的宏定義,知道了要調用SetSysClockTo72()這個函數,于是,就一堆麻煩而復雜的設置~!@#$%^然后,CPU跑起來了,而且速度是 72M. 雖然說的有點累贅,但大家只需要知道,用戶要設置頻率,程序中就做的就兩個事情:

  第一個: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

  第二個:調用SystemInit()

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