[转] STM32各种时钟的区别

Posted 2020-06-08

[原创]:http://m.oschina.net/blog/129357

 

我在原创的基础又从另一位博主处引用了一些内容。

 

 时钟系统是处理器的核心，所以在学习STM32所有外设之前，认真学习时钟系统是必要的,有助于深入理解STM32。 
    下面是从网上找的一个STM32时钟框图，比《STM32中文参考手册》里面的是中途看起来清晰一些： 
    
    
重要的时钟： 
  PLLCLK,SYSCLK,HCKL,PCLK1,PCLK2 之间的关系要弄清楚; 


      1、HSI:高速内部时钟信号 stm32单片机内带的时钟 (8M频率)     精度较差 
      2、HSE:高速外部时钟信号  精度高 来源(1)HSE外部晶体/陶瓷谐振器(晶振)  (2)HSE用户外部时钟          
      3、LSE:低速外部晶体 32.768kHz 主要提供一个精确的时钟源 一般作为RTC时钟使用  


在STM32中，有五个时钟源，为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。  

　　①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，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。 

　　其中40kHz的LSI供独立看门狗IWDG使用，另外它还可以被选择为实时时钟RTC的时钟源。另外，实时时钟RTC的时钟源还可以选择LSE，或者是HSE的128分频。RTC的时钟源通过RTCSEL[1:0]来选择。 

　　STM32中有一个全速功能的USB模块，其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取，可以选择为1.5分频或者1分频，也就是，当需要使用USB模块时，PLL必须使能，并且时钟频率配置为48MHz或72MHz。 

　　另外，STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)上，可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟。 

　　系统时钟SYSCLK，它是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为PLL输出、HSI或者HSE。系统时钟最大频率为72MHz，它通过AHB分频器分频后送给各模块使用，AHB分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中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FCLK。 

　　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。 

　　在以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等等。当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。 

　　需要注意的是定时器的倍频器，当APB的分频为1时，它的倍频值为1，否则它的倍频值就为2。 

　　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。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号，但它应该不是供USB模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由APB1提供的。 

　　连接在APB2(高速外设)上的设备有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。 


涉及的寄存器： 
RCC 寄存器结构，RCC_TypeDeff，在文件“stm32f10x_map.h”中定义如下：  
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; 

可以对上上面的时钟框图和RCC寄存器来学习，对STM32的时钟系统有个大概的了解，然后对照我们的《STM32不完全手册》的系统时钟配置函数void Stm32_Clock_Init(u8 PLL)一同来学习。 

 

[引用]：

时钟输出的使能控制
    在以上的时钟输出中有很多是带使能控制的，如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等。
当需要使用某模块时，必需先使能对应的时钟。需要注意的是定时器的倍频器，当APB的分频为1时，它的倍频值为1，否则它的倍频值就为2。
   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。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号，但它应该不是供USB模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由APB1提供的。
   连接在APB2(高速外设)上的设备有：GPIO_A-E、USART1、ADC1、ADC2、ADC3、TIM1、TIM8、SPI1、AFIO

使用HSE时钟，程序设置时钟参数流程：
1、将RCC寄存器重新设置为默认值   RCC_DeInit;
2、打开外部高速时钟晶振HSE       RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
3、等待外部高速时钟晶振工作      HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
4、设置AHB时钟         RCC_HCLKConfig;
5、设置高速AHB时钟     RCC_PCLK2Config;
6、设置低速速AHB时钟   RCC_PCLK1Config;
7、设置PLL              RCC_PLLConfig;
8、打开PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);
9、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()

 

下面是STM32软件固件库的程序中对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)

void RCC_Configuration(void)

{

  RCC_DeInit();

  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)

  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)        //SUCCESS：HSE晶振稳定且就绪

  {   

    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟 = 系统时钟

    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   //RCC_HCLK_Div1——APB2时钟 = HCLK

    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   //RCC_HCLK_Div2——APB1时钟 = HCLK / 2

    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);    //FLASH_Latency_2  2延时周期

    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 预取指缓存使能

    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

    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) ;    

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

   //RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟

    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);        //0x08：PLL作为系统时钟

  }

 

  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

}