STM32学习笔记(3):时钟配置

1 5个时钟源

STM32有5个时钟源,分别如下所示:

a. HSI  是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz。
b. 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(一般使用的是外部8MHZ)。
c. LSI  是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz。
d. LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。
e. PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍,但是其输出频率最大不得超过72MHz。

2 STM32不使用外部晶振的管脚接线方法

若使用内部RC振荡器而不使用外部晶振,需按方法处理:

a.对于100脚或144脚的产品,OSC_IN接地,OSC_OUT悬空。
b.对于少于100脚的产品,有2种接法:
第1种:OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能;
第2种:分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1,再配置PD0和PD1为推挽输出并输出'0'。此方法可以减小功耗并(相对上面)节省2个外部电阻。

3 最常用的方式——HSE(外部高速时钟)——的配置

01、将RCC寄存器重新设置为默认值            RCC_DeInit();
02、打开外部高速时钟晶振                             HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
03、等待外部高速时钟晶振工作                     HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
04、设置AHB时钟                                             RCC_HCLKConfig;
05、设置高速AHB时钟                                     RCC_PCLK2Config;
06、设置低速AHB时钟                                     RCC_PCLK1Config;
07、设置PLL                                                      RCC_PLLConfig;
08、打开PLL                                                      RCC_PLLCmd(ENABLE);
09、等待PLL工作                                              while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
10、设置系统时钟                                             RCC_SYSCLKConfig;
11、判断是否PLL是系统时钟                          while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
12、打开要使用的外设时钟                             RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

具体代码如下:

/************************************************************** 
*Function:		RCC_Configuration
*Calls:			void
*Called By: 	void
*Input:			void
*OUTPUT:		void
*Return:		void
*DESCRIPTION:	初始化时钟
*Others:		nothing
*********************************** ***************************/
void RCC_Configuration(void)
{
	/*定义变量*/
	ErrorStatus HSEStartUpStatus;
	
	/*将外设RCC寄存器重设为缺省值*/
	RCC_DeInit();

	/*设置外部高速晶振(HSE)*/
	RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);				//RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)

	/*等待HSE起振*/
	HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

	if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)			//SUCCESS:HSE晶振稳定且就绪
	{
		/*设置AHB时钟(HCLK)*/ 
		RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  	//RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟= 系统时钟

		/* 设置高速AHB时钟(PCLK2)*/ 
		RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   	//RCC_HCLK_Div1——APB2时钟= HCLK

		/*设置低速AHB时钟(PCLK1)*/    
		RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   	//RCC_HCLK_Div2——APB1时钟= HCLK / 2

		/*设置FLASH存储器延时时钟周期数*/
		FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);	//FLASH_Latency_2  2延时周期

		/*选择FLASH预取指缓存的模式*/  
		FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 预取指缓存使能

		/*设置PLL时钟源及倍频系数*/ 
		RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);     
		// PLL的输入时钟= HSE时钟频率;RCC_PLLMul_9——PLL输入时钟x 9

		/*使能PLL */
		RCC_PLLCmd(ENABLE); 

		/*检查指定的RCC标志位(PLL准备好标志)设置与否*/   
		while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)      
		{
		}

		/*设置系统时钟(SYSCLK)*/ 
		RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); 
		//RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟

		/* PLL返回用作系统时钟的时钟源*/
		while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)        //0x08:PLL作为系统时钟
		{ 
		}
	}

	/*使能或者失能APB2外设时钟*/    
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | 
					RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE); 
	//RCC_APB2Periph_GPIOA    GPIOA时钟
	//RCC_APB2Periph_GPIOB    GPIOB时钟
	//RCC_APB2Periph_GPIOC    GPIOC时钟
	//RCC_APB2Periph_GPIOD    GPIOD时钟
}

4 时钟频率

STM32F103内部8M的内部震荡,经倍频后最高可以达72M(目前TI的M3系列芯片最高频率可以达到80M)。

在stm32固件库3.5中对时钟频率的选择进行了大大的简化,原先的一大堆操作都在后台进行。系统给出的函数为SystemInit()。但在调用前还需要进行一些宏定义的设置,具体的设置在system_stm32f10x.c文件中,在文件中我们可以看到如下代码:

#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

ST官方推荐的外接晶振是8M,所以库函数的设置都是假定你的硬件已经接了 8M 晶振来运算的。以上东西就是默认晶振 8M 的时候,推荐的 CPU 频率选择。

在这里选择了:#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 。也就是103系列能跑到的最大值72M。

我们继续向下看就可以看到如下代码:

/*******************************************************************************
*  Clock Definitions
*******************************************************************************/
#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) */
#else /*!< HSI Selected as System Clock source */
  uint32_t SystemCoreClock         = HSI_VALUE;        /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */
#endif
我们可以知道,我们根据相关的宏定义来选择频率。对于我们用户而言我们只需下面两行代码(我们以USART1和GPIOA的时钟为例):
SystemInit();
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
注:对于上面的第二行代码,如果在配置的时候使用了这行代码,我们在时钟定义的时候就只需要SystemInit();这句代码。

【END/2015-12-08】


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