STM32复习笔记（二） 时钟系统

一、时钟系统框图：

二、时钟系统知识总结：

1. STM32 有5个时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。

  　  ①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz，精度不高。

　　 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，提供低功耗时钟。WDG

　　 ④、LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。RTC

　　 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。

2. 系统时钟SYSCLK可来源于三个时钟源：

        ①、HSI振荡器时钟

        ②、HSE振荡器时钟

        ③、PLL时钟

3.STM32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。

4.任何一个外设在使用之前，必须首先使能其相应的时钟。

三、几个重要的时钟：

lSYSCLK(系统时钟) :

l AHB总线时钟

l APB1总线时钟(低速): 速度最高36MHz

l APB2总线时钟(高速): 速度最高72MHz

l PLL时钟

四、RCC相关配置寄存器：

typedef struct

{

  __IO uint32_t CR;                //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能和就绪标志位

  __IO uint32_t CFGR;           //PLL等的时钟源选择，分频系数设定

  __IO uint32_t CIR;               // 清除/使能 时钟就绪中断

  __IO uint32_t APB2RSTR;  //APB2线上外设复位寄存器

  __IO uint32_t APB1RSTR;   //APB1线上外设复位寄存器

  __IO uint32_t AHBENR;    //DMA，SDIO等时钟使能

  __IO uint32_t APB2ENR;   //APB2线上外设时钟使能

  __IO uint32_t APB1ENR;   //APB1线上外设时钟使能

  __IO uint32_t BDCR;        //备份域控制寄存器

  __IO uint32_t CSR;           //控制状态寄存器

} RCC_TypeDef;

五、RCC相关头文件和固件库源文件

1.时钟使能配置:

      RCC_LSEConfig() 、RCC_HSEConfig()、

      RCC_HSICmd() 、 RCC_LSICmd() 、 RCC_PLLCmd() ……

2.时钟源相关配置：

      RCC_PLLConfig ()、 RCC_SYSCLKConfig() 、

     RCC_RTCCLKConfig() …

3.分频系数选择配置：

      RCC_HCLKConfig() 、 RCC_PCLK1Config() 、 RCC_PCLK2Config()…

4.外设时钟使能：

      RCC_APB1PeriphClockCmd():  //APB1线上外设时钟使能

     RCC_APB2PeriphClockCmd();  //APB2线上外设时钟使能

     RCC_AHBPeriphClockCmd();   //AHB线上外设时钟使能

5.  其他外设时钟配置：

     RCC_ADCCLKConfig ();  RCC_RTCCLKConfig();

6.状态参数获取参数：

     RCC_GetClocksFreq();

     RCC_GetSYSCLKSource();

     RCC_GetFlagStatus()

7.RCC中断相关函数 :

     RCC_ITConfig() 、 RCC_GetITStatus() 、 RCC_ClearITPendingBit()…

六、SystemInit函数解读

u系统时钟初始化函数：

    SystemInit();

  使用V3.5版本的库函数，该函数在系统启动之后会自动调用：

    startup_stm32f10x_xx.s文件中：

            ; Reset handler

                Reset_Handler   PROC

                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]

                 IMPORT  __main

                 IMPORT  SystemInit

                 LDR     R0, =SystemInit

                 BLX     R0              

                 LDR     R0, =__main

                 BX      R0

                 ENDP

初始化之前首先通过宏定义定义系统时钟频率：

     #define SYSCLK_FREQ_72MHz  72000000

初始化之后的状态：

     SYSCLK         72MHz

     AHB                72MHz

     PCLK1           36MHz

     PCLK2           72MHz

     PLL                72MHz

初始化之后可以通过变量SystemCoreClock获取系统变量。如果SYSCLK=72MHz，那么变量SystemCoreClock=72000000。

七、Systick定时器是什么？

Systick定时器，是一个简单的定时器，对于CM3,CM4内核芯片，都有Systick定时器。

Systick定时器常用来做延时，或者实时系统的心跳时钟。这样可以节省MCU资源，不用浪费一个定时器。比如UCOS中，分时复用，需要一个最小的时间戳，一般在STM32+UCOS系统中，都采用Systick做UCOS心跳时钟。

Systick定时器就是系统滴答定时器，一个24 位的倒计数定时器，计到0 时，将从RELOAD 寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick 控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息，即使在睡眠模式下也能工作。

SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。

Systick中断的优先级也可以设置。

八、Systick相关寄存器

4个Systick寄存器

    CTRL             SysTick 控制和状态寄存器  LOAD            

    SysTick 自动重装载除值寄存器 

    VAL                SysTick 当前值寄存器  CALIB           

    SysTick 校准值寄存器

SysTick 控制和状态寄存器- CTRL

对于STM32，外部时钟源是 HCLK(AHB总线时钟）的1/8

                           内核时钟是 HCLK时钟

     配置函数：SysTick_CLKSourceConfig();

SysTick 重装载数值寄存器- LOAD

SysTick 当前值寄存器- VAL

固件库中的Systick相关函数：

    SysTick_CLKSourceConfig()    //Systick时钟源选择  misc.c文件中

    SysTick_Config(uint32_t ticks) //初始化systick,时钟为HCLK,并开启中断

                                                    //core_cm3.h/core_cm4.h文件中

Systick中断服务函数：

   void SysTick_Handler(void);

九、Systick库函数

             SysTick_CLKSourceConfig函数：

void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)

{

  /* Check the parameters */

  assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));

  if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK)

  SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK; 

  else   SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;

}

static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)

{

  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);         /* Reload value impossible */

 /* set reload register */                                                           

  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;

/* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */

  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);

  SysTick->VAL   = 0;                                        /* Load the SysTick Counter Value */

  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |

                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */

  return (0);                                                  /* Function successful */

}

十、Systick库函数用中断的方式实现delay延时

static __IO uint32_t TimingDelay;

void Delay(__IO uint32_t nTime)

{ 

   TimingDelay = nTime;

   while(TimingDelay != 0);

}

void SysTick_Handler(void)

{

    if (TimingDelay != 0x00) 

     { 

       TimingDelay--;

     }

}

 int main(void)

 {  …

    if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) //systick时钟为HCLK，中断时间间隔1ms

     {

     while (1);

     }

    while(1)

     { Delay(200);//2ms

     … 

     }

}

Cortex-M系统中，Systick代码可以通用。如果使用中发现延时不一致，问题一般都是因为不同内核时钟不一样而已。修改ticks值即可。