STM32时钟详解

2018-7-19 03:40:25 2510 总线时钟 STM32

STM32中在使用任何一个外设都必须打开相应的时钟，所以我从STM32的时钟学起。

在STM32中有5个时钟源：①、HSI是高速内部时钟，RC震荡器，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HIS/2、HSE或HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但其输出频率最大不得超过72MHz。
系统时钟SYSCLK，它是供STM32中绝大部分器件工作的时钟源，系统时钟可选择为PLL输出、HSI或者HSE。系统时钟的做大频率为72MHz，它通过AHB分频器分频后送给个模块使用，AHB分频器可选择1、2、4、8、16、32、64、128、256、512分频。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PCLK。
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。
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、所有普通IO口、第二功能IO口。
寄存器描述：
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;
时钟控制寄存器（RCC_CR）

31~26	25	24	23~20	19	18	17	16
保留	PLLRDY	PLLON	保留	CSSON	HSEBYP	HSERDY	HSEON

eg:RCC->CR|=0x00010000; //外部高速时钟使能HSEON
RCC->CR|=0x01000000; //使能PLLON
RCC->CR>>25; //等待PLL锁定
时钟配置寄存器（RCC_CFGR）

31:27	26:24		23		22		21:18		17		16
保留	MCO[2:0]		保留		USBPRE		PLLMUL[3:0]		PLLXTPRE		PLLSRC
15:14		13:11		10:8		7:4		3:2		1:0
ADCPRE[1:0]		PPRE2[2:0]		PPRE1[2:0]		HPRE[3:0]		SWS[1:0]		SW[1:0]

位26:24	MCO：微控制器时钟输出 (Microcontroller clock output) 由软件置’1’或清零。 0xx：没有时钟输出； 100：系统时钟(SYSCLK)输出； 101：内部RC振荡器时钟(HSI)输出； 110：外部振荡器时钟(HSE)输出； 111：PLL时钟2分频后输出。
位22	USBPRE：USB预分频 (USB prescaler) 由软件置’1’或清’0’来产生48MHz的USB时钟。在RCC_APB1ENR寄存器中使能USB时钟之前，必须保证该位已经有效。如果USB时钟被使能，该位不能被清零。 0：PLL时钟1.5倍分频作为USB时钟 1：PLL时钟直接作为USB时钟
位21:18	PLLMUL：PLL倍频系数 (PLL multiplication factor) 由软件设置来确定PLL倍频系数。只有在PLL关闭的情况下才可被写入。注意：PLL的输出频率不能超过72MHz 0000：PLL 2倍频输出 1000：PLL 10倍频输出 0001：PLL 3倍频输出 1001：PLL 11倍频输出 0010：PLL 4倍频输出 1010：PLL 12倍频输出 0011：PLL 5倍频输出 1011：PLL 13倍频输出 0100：PLL 6倍频输出 1100：PLL 14倍频输出 0101：PLL 7倍频输出 1101：PLL 15倍频输出 0110：PLL 8倍频输出 1110：PLL 16倍频输出 0111：PLL 9倍频输出 1111：PLL 16倍频输出
位17	PLLXTPRE：HSE分频器作为PLL输入 (HSE divider for PLL entry) 由软件置’1’或清’0’来分频HSE后作为PLL输入时钟。只能在关闭PLL时才能写入此位。 0：HSE不分频 1：HSE 2分频
位16	PLLSRC：PLL输入时钟源 (PLL entry clock source) 由软件置’1’或清’0’来选择PLL输入时钟源。只能在关闭PLL时才能写入此位。 0：HSI振荡器时钟经2分频后作为PLL输入时钟 1：HSE时钟作为PLL输入时钟。
位15:14	ADCPRE[1:0]：ADC预分频 (ADC prescaler) 由软件置’1’或清’0’来确定ADC时钟频率 00：PCLK2 2分频后作为ADC时钟 01：PCLK2 4分频后作为ADC时钟 10：PCLK2 6分频后作为ADC时钟 11：PCLK2 8分频后作为ADC时钟
位13:11	PPRE2[2:0]：高速APB预分频(APB2) (APB high-speed prescaler (APB2)) 由软件置’1’或清’0’来控制高速APB2时钟(PCLK2)的预分频系数。 0xx：HCLK不分频 100：HCLK 2分频 101：HCLK 4分频 110：HCLK 8分频 111：HCLK 16分频
位10:8	PPRE1[2:0]：低速APB预分频(APB1) (APB low-speed prescaler (APB1)) 由软件置’1’或清’0’来控制低速APB1时钟(PCLK1)的预分频系数。警告：软件必须保证APB1时钟频率不超过36MHz。 0xx：HCLK不分频 100：HCLK 2分频 101：HCLK 4分频 110：HCLK 8分频 111：HCLK 16分频
位7:4	HPRE[3:0]： AHB预分频 (AHB Prescaler) 由软件置’1’或清’0’来控制AHB时钟的预分频系数。 0xxx：SYSCLK不分频 1000：SYSCLK 2分频 1100：SYSCLK 64分频 1001：SYSCLK 4分频 1101：SYSCLK 128分频 1010：SYSCLK 8分频 1110：SYSCLK 256分频 1011：SYSCLK 16分频 1111：SYSCLK 512分频
位3:2	SWS[1:0]：系统时钟切换状态 (System clock switch status) 由硬件置’1’或清’0’来指示哪一个时钟源被作为系统时钟。 00：HSI作为系统时钟； 01：HSE作为系统时钟； 10：PLL输出作为系统时钟； 11：不可用。
位1:0	SW[1:0]：系统时钟切换 (System clock switch) 由软件置’1’或清’0’来选择系统时钟源。 00：HSI作为系统时钟； 01：HSE作为系统时钟； 10：PLL输出作为系统时钟； 11：不可用

eg: RCC->CFGR=0x00000400; //APB1=DIV2;APB2=DIV1（不分频）;AHB=DIV1（不分频）;
根据STM32库函数设置时钟流程：
RCC_DeInit(); //设置RCC寄存器重新设置为默认值
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //打开外部高速时钟晶振
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); //等待外部高速时钟晶振工作
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) //外部就绪
{
//Add here PLL ans system clock config
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //设置AHB时钟不分频
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //设置APB2时钟不分频
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //设置APB1时钟二分频
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置ADC时钟六分频
//设置PLL时钟将8M时钟9倍频到72M
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);
RCC_PLLCmd(ENABLE); //使能PLL

FlagStatus Status;
Status = RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY);
if(Status == RESET)
{
……
}
RCC_SYSCLKConfig(RCC-SYSCLKSource_PLLCLK); //将PLL输出设置为系统时钟
while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08) //测试PLL是否被用作系统时钟等待校验完成
{}
}
else
{
//Add here some code to deal with this error
}
//使能外围接口总线时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd() / RCC_APB1PeriphClockCmd()