STM32学习笔记（五）RCC(Reset and Clock Control)

时钟

时钟树

外部时钟

外部时钟更为精确

高速外部时钟信号 --- HSE(High-Speed External Clock Signal)

复用端口：OSC_OUT 和 OSC_IN
管脚信息可在数据手册中查看

OSC_OUT 和 OSC_IN 对应管脚
频率：4~16 MHz（一般连接 8MHz 晶振）

低速外部时钟信号# --- LSE(Low-Speed External Clock Signal)

复用端口：OSC32_OUT 和 OSC32_IN
管脚信息可在数据手册中查看

OSC32_OUT 和 OSC32_IN 对应管脚
频率：32.768 kHz（只能连接 32.768kHz 晶振）

内部时钟

高速内部时钟信号 --- HSI(High-Speed Internal Clock Signal)

频率：8 MHz（由内部 RC振荡器产生）

低速内部时钟信号 --- LSI(Low-Speed Internal Clock Signal)

频率：40 kHz 左右（由内部 RC振荡器产生）

LSI振荡器频率特性 (数据手册---电气特性)

锁相环时钟 --- PLLCLK(Phase Locked Loop Clock)

时钟树放大图中的PLLCLK

产生：由图中可以看出，PLLCLK有两种来源—— HSI 和 HSE，经过倍频(PLLMUL)后输出。
频率：在默认情况下，输入时钟为 HSE = 8MHz ，倍频因子为 x9，系统时钟选择 PLLCLK 达到最大频率 72MHz。如果使用内部时钟，输入时钟为 HSI / 2 = 4MHz，倍频因子最大为 x16，最高只能输出 64MHz时钟。

注意：
- PLL的设置(选择HIS振荡器除2或HSE振荡器为PLL的输入时钟，和选择倍频因子)必须在其被激活前完成。一旦PLL被激活，这些参数就不能被改动（自行配置时钟时一定要先设置再激活！）。
- 如果需要在应用中使用USB接口，PLL必须被设置为输出48或72MHZ时钟，用于提供48MHz的USBCLK时钟。

RCC寄存器

时钟控制寄存器 --- CR(Clock control register)：使能和调整 HSI、HSE、PLL 时钟；
- 作用---使能：位0为 HSI 使能；位16为 HSE 使能；位24为 PLL 使能；
- 作用---时钟就绪标志：位1为 HSI 就绪；位17为 HSE 就绪；位25为 PLL 就绪；
- 复位值：0x000 XX83
时钟配置寄存器 --- CFGR(Clock configuration register)：配置分频和倍频、系统时钟和PLL时钟选择、时钟外部输出(至示波器等)；
- 作用---选择系统时钟：位1:0，00为HSI，01为HSE，10为PLL；
- 作用---选择 PLL 时钟( HSE 或 HSI / 2 或 HSE / 2)；
- 作用---(预)分频和倍频，并设置分频因子和倍频因子；
- 作用---输出时钟至IO口（IO口最高频率为50MHz，即输出时钟频率最大为50MHz）;（其实高于50MHz也可以，但是会失真）
- 复位值：0x0000 0000
时钟中断寄存器 --- CIR(Clock interrupt register)：使能时钟就绪的中断，清楚时钟就绪标志位；
- 作用---使能时钟就绪的中断：时钟准备就绪，标志位置位，如果使能了该中断则会产生一个中断；
- 作用---清除（复位）时钟准备就绪后产生的标志位；
- 作用---判断 HSE 是否故障，若失效则位7"CSCC" 置1；
- 复位值：0x0000 0000
APB2外设复位寄存器 --- APB2RSTR(APB2 peripheral reset register)：将APB2总线上的外设恢复至复位值；
- 复位值：0x0000 0000
APB1外设复位寄存器 --- APB1RSTR(APB1 peripheral reset register)：将APB1总线上的外设恢复至复位值；
- 复位值：0x0000 0000
AHB外设时钟使能寄存器 --- AHBENR(AHB peripheral clock enable register)：使能AHB总线上的外设；
- 复位值：0x0000 0014
- 注意：该寄存器只有DMA1、DMA2、SRAM、FLITF、CRC（循环冗余校验）、FSMC（可变静态存储控制器）、SDIO的时钟使能，其中DMA1、DMA2、SRAM、FLITF的时钟默认已经被使能；
APB2外设时钟使能寄存器 --- APB2ENR(APB2 peripheral clock enable register)：使能APB2总线上的外设；
- 复位值：0x0000 0000
- 注意：除 EXTI（外部中断）外所有挂载在 APB2总线上的外设均能通过该寄存器使能；
APB1外设时钟使能寄存器 --- APB1ENR(APB1 peripheral clock enable register)：使能APB1总线上的外设；
- 复位值：0x0000 0000
- 注意：除 RTC(Real-Time Clock)（实时时钟）外所有挂载在 APB1总线上的外设均可通过该寄存器使能；
备份域控制寄存器 --- BDCR(Backup domain control register)：RTC(Real-Time Clock)（实时时钟）的使能和配置，LSE 的使能和配置；
- 复位值：0x0000 0000
- 注意：RTC是一个掉电后还继续运行的定时器
控制/状态寄存器 --- CSR(Control/status register)：储存/消除复位标志，LSI 的就绪标志位；
- 复位值：0x0000 0000

常用RCC固件库函数 (stm32f10x_rcc.h)

固件库中 HSE默认为 8M, 默认使用 HSE 9倍频的 PLL时钟作为系统时钟，若要更改时钟配置，推荐使用固件库函数更改而非直接更改固件库

AHB上外设使能函数 --- RCC_AHBPeriphClockCmd

void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState);

RCC_AHBPeriph：对应外设；
NewState：ENABLE 为使能，DISABLE 为关闭；
示例：

//使能 FMSC
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE)

APB2高速总线上外设使能函数 --- RCC_APB2PeriphClockCmd

void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);

RCC_APB2Periph：对应外设；
NewState：ENABLE 为使能，DISABLE 为关闭；
示例：

//使能 GPIOA口
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)

APB1低速总线上外设使能函数 --- RCC_APB1PeriphClockCmd

void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);

RCC_APB1Periph：对应外设；
NewState：ENABLE 为使能，DISABLE 为关闭；
示例：

//使能 USART2
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

RCC清理函数 --- RCC_DeInit

void RCC_DeInit(void);

作用：只打开 HSI 时钟，其余所有时钟包括系统时钟均关闭，清楚所有时钟就绪中断标志位，关闭时钟对外输出；
示例：

RCC_DeInit();

HSE时钟使能函数 --- RCC_HSEConfig

void RCC_HSEConfig(uint32_t RCC_HSE);

RCC_HSE：可以为 OFF，ON，Bypass；
作用：参数 RCC_HSE 为 RCC_HSE_OFF 时关闭 HSE 时钟，为 RCC_HSE_ON 时打开 HSE 时钟，为RCC_HSE_Bypass 时打开 HSE 时钟的同时还打开时钟安全系统(CSS) 的时钟；
注明：时钟安全系统(CSS) 开启后，如果HSE时钟发生故障，HSE振荡器被自动关闭，时钟失效事件将被送到高级定时器(TIM1和TIM8)的刹车输入端，并产生时钟安全中断CSSI，此CSSI中断连接到Cortex™-M3的NMI中断；
示例：

//使能HSE
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

HSE判断时钟启动就绪函数--- RCC_WaitForHSEStartUp

typedef enum {ERROR = 0, SUCCESS = !ERROR} ErrorStatus;
ErrorStatus RCC_WaitForHSEStartUp(void);

返回值：SUCCESS 表示启动成功， ERROR 表示启动失败；
示例：

ErrorStatus HSEStatus;
HSEStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
//等待 HSE 就绪
if(HSEStatus == SUCCESS)
{
  // HSE 就绪后实现后需要运行的程序
}

HSI时钟使能函数 --- RCC_HSICmd

typedef enum {DISABLE = 0, ENABLE = !DISABLE} FunctionalState;
void RCC_HSICmd(FunctionalState NewState);

NewState：可以为 ENABLE，DISABLE；
示例：

//使能HSI
RCC_HSICmd(ENABLE);

PLL时钟配置函数 --- RCC_PLLConfig

void RCC_PLLConfig(uint32_t RCC_PLLSource, uint32_t RCC_PLLMul);

RCC_PLLSource：PLL的时钟源，可选择 HSI二分频(RCC_PLLSource_HSI_Div2)、HSE(RCC_PLLSource_HSE_Div1)、HSE二分频(RCC_PLLSource_HSE_Div2)；
RCC_PLLMul_x：倍频因子，互联型 x 可为 (2~9)，其他则可为 (2~16)；
示例：

//配置锁相环时钟 PLLCLK = HSE * 9
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

PLL时钟使能函数 --- RCC_PLLCmd

void RCC_PLLCmd(FunctionalState NewState);

NewState：可以为 ENABLE，DISABLE；
注意：必须先配置PLL，再使能；
示例：

//使能 PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);

系统时钟配置函数 --- RCC_SYSCLKConfig

void RCC_SYSCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLKSource);

RCC_SYSCLKSource：系统的时钟源，可选择 HSI(RCC_SYSCLKSource_HSI)、HSE(RCC_SYSCLKSource_HSE)、PLL(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK)；
示例：

//选择系统时钟 为PLL时钟
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

自行配置系统时钟

程序思路

RCC清除，便于自行配置；
使能 HSE 或 HSI（系统时钟为高速时钟）；
等待使能完成；
使能FLASH预取缓冲器，并设置为2个等待周期；
设置 AHB、APB1、APB2的预分频因子；
配置锁相环时钟：选择锁相环时钟源和倍频因子；
使能锁相环时钟（再次强调要先配置锁相环再使能）；
等待PLL时钟稳定；
选择系统时钟为PLL时钟；
等待系统时钟稳定；
（若不选择PLL为系统时钟，且不需USB，可不开启PLL）

以下程序为复制粘贴火哥源码。

HSE作为系统时钟

// 默认 HSE 晶振频率为 8M
void HSE_SetSysClk(uint32_t RCC_PLLMul_x)               //时钟为8M*x
{
    ErrorStatus HSEStatus;
    
    //RCC寄存器复位
    RCC_DeInit();
    
    //使能HSE
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
    
    //等待HSE就绪
    HSEStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
    if(HSEStatus == SUCCESS)
    {
        //使能预取缓冲器（预取指）
        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
        //配置两个等待周期
        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
        
        //设置分频因子
        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
        RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
        
        //配置锁相环时钟 PLLCLK = HSE * RCC_PLLMul_x
        RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_x);
        //使能PLL
        RCC_PLLCmd(ENABLE);
        //等待PLL时钟稳定
        while( RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET );
        
        //选择系统时钟 为PLL时钟
        RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
        
        while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 );
    }
    else
    {
        // 故障后处理程序
    }
}

HSI作为系统时钟

void HSI_SetSysClk(uint32_t RCC_PLLMul_x)               //时钟为4M*x
{
    __IO uint32_t HSIStatus = 0;
    
    //RCC寄存器复位
    RCC_DeInit();
    
    //使能HSI
    RCC_HSICmd(ENABLE);
    
    //等待HSI就绪
    HSIStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY;
    if(HSIStatus == RCC_CR_HSIRDY)
    {
        //使能预取缓冲器（预取指）
        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
        //配置两个等待周期
        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
        
        //设置分频因子
        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
        RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
        
        //配置锁相环时钟 PLLCLK = HSE * RCC_PLLMul_x
        RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2,RCC_PLLMul_x);
        //使能PLL
        RCC_PLLCmd(ENABLE);
        //等待PLL时钟稳定
        while( RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET );
        
        //选择系统时钟 为PLL时钟
        RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
        
        while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 );
    }
    else
    {
        // 故障后处理程序
    }
}

STM32学习笔记（五）RCC(Reset and Clock Control)

时钟

外部时钟

高速外部时钟信号 --- HSE(High-Speed External Clock Signal)

低速外部时钟信号# --- LSE(Low-Speed External Clock Signal)

内部时钟

高速内部时钟信号 --- HSI(High-Speed Internal Clock Signal)

低速内部时钟信号 --- LSI(Low-Speed Internal Clock Signal)

锁相环时钟 --- PLLCLK(Phase Locked Loop Clock)

RCC寄存器

常用RCC固件库函数 (stm32f10x_rcc.h)

AHB上外设使能函数 --- RCC_AHBPeriphClockCmd

APB2高速总线上外设使能函数 --- RCC_APB2PeriphClockCmd

APB1低速总线上外设使能函数 --- RCC_APB1PeriphClockCmd

RCC清理函数 --- RCC_DeInit

HSE时钟使能函数 --- RCC_HSEConfig

HSE判断时钟启动就绪函数--- RCC_WaitForHSEStartUp

HSI时钟使能函数 --- RCC_HSICmd

PLL时钟配置函数 --- RCC_PLLConfig

PLL时钟使能函数 --- RCC_PLLCmd

系统时钟配置函数 --- RCC_SYSCLKConfig

自行配置系统时钟

程序思路

HSE作为系统时钟

HSI作为系统时钟

你可能感兴趣的:(STM32学习笔记（五）RCC(Reset and Clock Control))