STM32F1系列单片机的时钟系统

Baekhyn0506 2023-03-23 2872

控制/MCU

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这是stm32的时钟系统，时钟与单片机的关系就好比心脏与人的关系一样，它为单片机的运行提供时间基准。STM32F1系列单片机的时钟树请看图1。

分频器

图1 STM32F1系列单片机的时钟树

我们将这个复杂的系统分成三个部分，第一个部分是时钟的输入，也就是时钟源。第二个部分是时钟的输出，也就是各种外设等应用模块。第三个部分就是连接输入与输出的枢纽，也就是锁相回路、分频器和倍频器等。请看图2.

分频器

图2 时钟系统的三个部分

STM32F1系列单片机有四个时钟源：

1.低速的内部时钟(LSI)，它是一个RC振荡器，可以产生40KHz左右的时钟频率，供给独立看门狗或实时时钟使用。

分频器

(a) 低速的内部时钟(LSI)

2.低速的外部时钟(LSE)，它只用于给实时时钟提供时间基准。

分频器

(b) 低速的外部时钟(LSE)

3.高速的外部时钟(HSE)，也就是外接晶振，晶振的频率范围是4-16MHz，这个时钟有3种用途，可以直接或2分频后传输给锁相回路，也可以直接作为系统时钟，或128分频后，供给实时时钟使用。

分频器

4.高速的内部时钟(HSI)，由一个RC振荡器产生一个8MHz的时间基准，这个时钟有两个去向，直接供给系统时钟或者二分频之后输入锁相回路。

分频器

(d) 高速的内部时钟(HSI)

系统时钟可直接供给I2S2、I2S3接口使用，或经过AHB预分频分频后再分发给各种外设和接口使用。如图3所示。

分频器

图3 系统时钟经分频器分频

有人说，如果采用16MHz的高速外部时钟再经过16倍频后系统时钟就可以达到256MHz了，那么单片机的运行速度就可以大大提高了，但我们一般不这么做，因为超频后时钟不稳定且功耗增加。我们一般只取72MHz,也就是外接8M晶振再经9倍频后得到。

那么为什么不使用同一个时钟来为所有外设提供时间基准呢，这是因为不同的外设对时钟频率有不同的要求，如果全使用高速时钟，势必会造成时钟资源浪费且增加功耗。

最后我们需要知道，任意一个时钟源都可以被独立的启动或关闭，同时任意一个外设的时钟也可以单独的被使能或关闭，这样，就可以从软件上将系统功耗优化到最佳。

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