STM32-時鐘配置與使用
阿新 • • 發佈:2022-01-11
STM32中時鐘樹,系統與外設時鐘配置相關
0、前言
RCC-復位和時鐘控制器
可以實現配置系統時鐘SYSCLK
,配置AHB(HCLK)
匯流排時鐘,配置外設APB1(PCLK1)
和APB2(PCLK2)
時鐘
庫函式的標準配置為PCLK2=HCLK=SYSCLK=PLLCLK=72M,PCLK1=HCLK/2=36M
系統初始化時會呼叫函式實現時鐘配置。
#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_HSE; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */ #elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_24MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */ #elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_36MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */ #elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_48MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */ #elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_56MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */ #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_72MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */
static void SetSysClock(void) { #ifdef SYSCLK_FREQ_HSE SetSysClockToHSE(); #elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz SetSysClockTo24(); #elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz SetSysClockTo36(); #elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz SetSysClockTo48(); #elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz SetSysClockTo56(); #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz SetSysClockTo72(); #endif
在system_stm32f10x.c
檔案中可更改巨集定義改變系統時鐘頻率
#if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL) /* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */ #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000 #else /* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */ /* #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000 */ /* #define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 */ /* #define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 */ /* #define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000 */ #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 #endif
1、時鐘樹
主要時鐘
-
HSE:高速外部時鐘,可由有源晶振或無源晶振提供,4-16MHz
PLL以HSE為來源時可設定不分頻或2分頻
-
PLL:鎖相環時鐘源,可配置來自HSE或HSI/2
-
PLLCLK:鎖相環時鐘,可設定倍頻[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
-
SYSCLK:系統時鐘
-
HCLK:AHB匯流排時鐘,系統時鐘經AHB預分頻得到,分頻因子[1,2,4,8,16,64,128,256,512]
-
PCLK1:APB1匯流排時鐘,由HCLK通過低速APB1預分頻得到,分頻因子[1,2,4,8,16]
-
PCLK2:APB2匯流排時鐘,由HCLK通過高速APB2預分頻得到,分頻因子[1,2,4,8,16]
其他時鐘
- USB時鐘:由PLLCLK通過USB預分頻器得到,分頻因子[1,1.5]
- Cortex系統時鐘:由HCLK8分頻得到,用來驅動核心的系統定時器SysTick
- ADC時鐘:由PCLK2經ADC預分頻得到,分頻因子[2,4,6,8]
- RTC時鐘:由HSE/128或LSE或LSI得到
- MCO時鐘:輸出時鐘,可由PLLCLK/2,HSI,HSE,SYSCLK配置
2、時鐘配置
相關庫函式
配置函式
/*
將RCC外設初始化為復位狀態
*/
void RCC_DeInit(void);
/*
使能HSE,可選引數RCC_HSE_OFF,RCC_HSE_ON,RCC_HSE_Bypass
*/
void RCC_HSEConfig(uint32_t RCC_HSE);
/*
等待時鐘源啟動穩定,返回SUCCESS,ERROR
*/
ErrorStatus RCC_WaitForHSEStartUp(void);
/*
配置PLL時鐘源和PLL倍頻因子
RCC_RLLSource:RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLSource_HSE_Div2,RCC_PLLSource_HSI_Div2
RCC_PLLMul:RCC_PLLMul_2 [2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
*/
void RCC_PLLConfig(uint32_t RCC_PLLSource, uint32_t RCC_PLLMul);
/*
配置系統時鐘,可選引數RCC_SYSCLKSource_HSI,RCC_SYSCLKSource_HSE,RCC_SYSCLKSource_PLLCLK
*/
void RCC_SYSCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLKSource);
/*
配置HCLK,可選引數RCC_SYSCLK_Div1 [1,2,4,8,16,64,128,256,512]
*/
void RCC_HCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLK);
/*
配置PCLK1,可選引數RCC_HCLK_Div1 [1,2,4,8,16]
*/
void RCC_PCLK1Config(uint32_t RCC_HCLK);
/*
配置PCLK2,可選引數RCC_HCLK_Div1 [1,2,4,8,16]
*/
void RCC_PCLK2Config(uint32_t RCC_HCLK);
操作函式
/*
控制PLL開關,可選引數DISABLE,ENABLE
*/
void RCC_PLLCmd(FunctionalState NewState);
/*
獲取狀態,可選引數
#define RCC_FLAG_HSIRDY ((uint8_t)0x21)
#define RCC_FLAG_HSERDY ((uint8_t)0x31)
#define RCC_FLAG_PLLRDY ((uint8_t)0x39)
#define RCC_FLAG_LSERDY ((uint8_t)0x41)
#define RCC_FLAG_LSIRDY ((uint8_t)0x61)
#define RCC_FLAG_PINRST ((uint8_t)0x7A)
#define RCC_FLAG_PORRST ((uint8_t)0x7B)
#define RCC_FLAG_SFTRST ((uint8_t)0x7C)
#define RCC_FLAG_IWDGRST ((uint8_t)0x7D)
#define RCC_FLAG_WWDGRST ((uint8_t)0x7E)
#define RCC_FLAG_LPWRRST ((uint8_t)0x7F)
返回SET,RESET
*/
FlagStatus RCC_GetFlagStatus(uint8_t RCC_FLAG);
/*
讀取時鐘切換狀態位,返回
* - 0x00: HSI used as system clock
* - 0x04: HSE used as system clock
* - 0x08: PLL used as system clock
*/
uint8_t RCC_GetSYSCLKSource(void);
使用HSE配置系統時鐘
- 1、開啟HSE ,並等待 HSE 穩定
- 2、設定 AHB、APB2、APB1的預分頻因子
- 3、設定PLL的時鐘來源,和PLL的倍頻因子,設定各種頻率主要就是在這裡設定
- 4、開啟PLL,並等待PLL穩定
- 5、把PLLCK切換為系統時鐘SYSCLK
- 6、讀取時鐘切換狀態位,確保PLLCLK被選為系統時鐘
/* 設定 系統時鐘:SYSCLK, AHB匯流排時鐘:HCLK, APB2匯流排時鐘:PCLK2, APB1匯流排時鐘:PCLK1
* PCLK2 = HCLK = SYSCLK
* PCLK1 = HCLK/2,最高只能是36M
* 引數說明:pllmul是PLL的倍頻因子,在呼叫的時候可以是:RCC_PLLMul_x , x:[2,3,...16]
* 舉例:HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_9); 則設定系統時鐘為:8MHZ * 9 = 72MHZ
* HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_16); 則設定系統時鐘為:8MHZ * 16 = 128MHZ,超頻慎用
*
* HSE作為時鐘來源,經過PLL倍頻作為系統時鐘,這是通常的做法
*/
void HSE_SetSysClock(uint32_t pllmul)
{
__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStartUpStatus = 0;
// 把RCC外設初始化成復位狀態,這句是必須的
RCC_DeInit();
//使能HSE,開啟外部晶振,野火開發板用的是8M
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
// 等待 HSE 啟動穩定
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
// 只有 HSE 穩定之後則繼續往下執行
if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
//----------------------------------------------------------------------//
// 使能FLASH 預存取緩衝區
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
// SYSCLK週期與快閃記憶體訪問時間的比例設定,這裡統一設定成2
// 設定成2的時候,SYSCLK低於48M也可以工作,如果設定成0或者1的時候,
// 如果配置的SYSCLK超出了範圍的話,則會進入硬體錯誤,程式就死了
// 0:0 < SYSCLK <= 24M
// 1:24< SYSCLK <= 48M
// 2:48< SYSCLK <= 72M
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//----------------------------------------------------------------------//
// AHB預分頻因子設定為1分頻,HCLK = SYSCLK
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
// APB2預分頻因子設定為1分頻,PCLK2 = HCLK
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
// APB1預分頻因子設定為1分頻,PCLK1 = HCLK/2
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
//-----------------設定各種頻率主要就是在這裡設定-------------------//
// 設定PLL時鐘來源為HSE,設定PLL倍頻因子
// PLLCLK = 8MHz * pllmul
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, pllmul);
//------------------------------------------------------------------//
// 開啟PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);
// 等待 PLL穩定
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
{}
// 當PLL穩定之後,把PLL時鐘切換為系統時鐘SYSCLK
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
// 讀取時鐘切換狀態位,確保PLLCLK被選為系統時鐘
while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
{}
}
else
{
// 如果HSE開啟失敗,那麼程式就會來到這裡,使用者可在這裡添加出錯的程式碼處理
// 當HSE開啟失敗或者故障的時候,微控制器會自動把HSI設定為系統時鐘,
// HSI是內部的高速時鐘,8MHZ
while (1)
{
}
}
}
使用HSI配置系統時鐘
- 1、開啟HSI ,並等待 HSI 穩定
- 2、設定 AHB、APB2、APB1的預分頻因子
- 3、設定PLL的時鐘來源,和PLL的倍頻因子,設定各種頻率主要就是在這裡設定
- 4、開啟PLL,並等待PLL穩定
- 5、把PLLCK切換為系統時鐘SYSCLK
- 6、讀取時鐘切換狀態位,確保PLLCLK被選為系統時鐘
/* 設定 系統時鐘:SYSCLK, AHB匯流排時鐘:HCLK, APB2匯流排時鐘:PCLK2, APB1匯流排時鐘:PCLK1
* PCLK2 = HCLK = SYSCLK
* PCLK1 = HCLK/2,最高只能是36M
* 引數說明:pllmul是PLL的倍頻因子,在呼叫的時候可以是:RCC_PLLMul_x , x:[2,3,...16]
* 舉例:HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_9); 則設定系統時鐘為:4MHZ * 9 = 72MHZ
* HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_16); 則設定系統時鐘為:4MHZ * 16 = 64MHZ
*
* HSI作為時鐘來源,經過PLL倍頻作為系統時鐘,這是在HSE故障的時候才使用的方法
* HSI會因為溫度等原因會有漂移,不穩定,一般不會用HSI作為時鐘來源,除非是迫不得已的情況
* 如果HSI要作為PLL時鐘的來源的話,必須二分頻之後才可以,即HSI/2,而PLL倍頻因子最大隻能是16
* 所以當使用HSI的時候,SYSCLK最大隻能是4M*16=64M
*/
void HSI_SetSysClock(uint32_t pllmul)
{
__IO uint32_t HSIStartUpStatus = 0;
// 把RCC外設初始化成復位狀態,這句是必須的
RCC_DeInit();
//使能HSI
RCC_HSICmd(ENABLE);
// 等待 HSI 就緒
HSIStartUpStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY;
// 只有 HSI就緒之後則繼續往下執行
if (HSIStartUpStatus == RCC_CR_HSIRDY)
{
//----------------------------------------------------------------------//
// 使能FLASH 預存取緩衝區
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
// SYSCLK週期與快閃記憶體訪問時間的比例設定,這裡統一設定成2
// 設定成2的時候,SYSCLK低於48M也可以工作,如果設定成0或者1的時候,
// 如果配置的SYSCLK超出了範圍的話,則會進入硬體錯誤,程式就死了
// 0:0 < SYSCLK <= 24M
// 1:24< SYSCLK <= 48M
// 2:48< SYSCLK <= 72M
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//----------------------------------------------------------------------//
// AHB預分頻因子設定為1分頻,HCLK = SYSCLK
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
// APB2預分頻因子設定為1分頻,PCLK2 = HCLK
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
// APB1預分頻因子設定為1分頻,PCLK1 = HCLK/2
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
//-----------------設定各種頻率主要就是在這裡設定-------------------//
// 設定PLL時鐘來源為HSE,設定PLL倍頻因子
// PLLCLK = 4MHz * pllmul
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, pllmul);
//------------------------------------------------------------------//
// 開啟PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);
// 等待 PLL穩定
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
{
}
// 當PLL穩定之後,把PLL時鐘切換為系統時鐘SYSCLK
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
// 讀取時鐘切換狀態位,確保PLLCLK被選為系統時鐘
while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
{
}
}
else
{
// 如果HSI開啟失敗,那麼程式就會來到這裡,使用者可在這裡添加出錯的程式碼處理
// 當HSE開啟失敗或者故障的時候,微控制器會自動把HSI設定為系統時鐘,
// HSI是內部的高速時鐘,8MHZ
while (1)
{
}
}
}
MCO輸出
MCO GPIO初始化
/*
* 初始化MCO引腳PA8
* 在F1系列中MCO引腳只有一個,即PA8,在F4系列中,MCO引腳會有兩個
*/
void MCO_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 開啟GPIOA的時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 選擇GPIO8引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
//設定為複用功能推輓輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
//設定IO的翻轉速率為50M
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
// 初始化GPIOA8
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
輸出
// MCO 引腳初始化
MCO_GPIO_Config();
// 設定MCO引腳輸出時鐘,用示波器即可在PA8測量到輸出的時鐘訊號,
// 我們可以把PLLCLK/2作為MCO引腳的時鐘來檢測系統時鐘是否配置準確
// MCO引腳輸出可以是HSE,HSI,PLLCLK/2,SYSCLK
//RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSE);
//RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSI);
//RCC_MCOConfig(RCC_MCO_PLLCLK_Div2);
RCC_MCOConfig(RCC_MCO_SYSCLK);