玩转STM32(10)CPU的脉搏

前面学习了怎么样下载程序到开发板， 并且可以运行起来，看到LED灯轮回地亮灭。你也许很好奇为什么LED会轮流地亮灭，像拥有生命一样，具有周期性地工作。要解决这个问题，我们得学习CPU的脉搏，那么什么是CPU的脉搏呢？其实CPU就是一堆泥沙和一些金属组成的，本身是不具备这种生命的特性，那么它周期性地工作的秘密又是什么呢？其实CPU之所以有这种特性，是因为它靠一个振荡电路来实现，这个振荡电路就是CPU的心脏，如果没有它是不可能产生任何的跳动。

在这个振荡电路里，你也许听过石英晶振这个名称，为什么要使用它呢？物理学家在研究物质的属性时，发现石英有一个特性，当把石英放在一个电场里，石英会变长，当电场去掉后，又可以恢复原来的长度。在这个过程里，可以把电能转换为机械能，恢复过程时把机械能转换为电能。如果外面定时地给这个石英一个电场，那么这个石英就会以这个频率来变长，过一段时间又撤掉这个电场，石英又产生一个反方向的电场。如果添加这个电场与石英产生的电场一致，那么就会导致电场最高，如果相反，就是最低。通过电路产生的电场频率与石英本身频率一致时，就会产生最高的振幅，这样就达到压电谐振。因此，通过切换不同的石英就可以达到不同的频率。

当然，也有别的电路来产生振荡的频率，比如使用RC电路或LC电路，但是为什么要采用石英晶振呢？原因是由它的物理特性来决定的，因为它对温度的变化而导致频率的变化是最小的。在CPU内部，现在很多芯片都内置一个RC振荡器，比如在对频率要求不严格的场合，就可以使用这个晶振，例如在玩具应用时，检测快与慢就是不严格的，可以使用这样的晶振。大多数情况下，我们还是使用严格要求的晶振，比如在高铁里或者实时性要求很严格的产品。如果对时间有严格要求，比如一天86400秒里，要求万分之一的精度，就要使用好的晶振了，否则时间就会偏差很大，因此常常在电路里还会有一个32.768K的晶振，这个晶振为什么又是32.768K呢？是因为时间频率为1Hz，要产生这个频率，必须是一个计算机二进制能整数表示的频率。因为2的15次方，就是等于32768。于是CPU里的电路把这个频率进行分频，经过15次分频之后，就变成1Hz了，这样每一个跳动就是一秒钟。

CPU有了上面介绍的晶振电路，就可以有脉搏跳动的来源，就可以周期地执行任务了。如果电路里晶振振荡不起来，CPU就是死的，什么也不会输出，所以在焊接CPU之后，往往第一步检查的就是CPU是否有振荡信号。如果振荡频率有偏差也会导致失速或超速。如果频率不准，当采用这个频率来通讯时，就会导致出错。因为两个通讯端频率对应不上，理解就会出现偏差。

在我的开发板里采用下面的原理图表示晶振输入：

这里采用了25MHz频率的晶振。

https://blog.csdn.net/caimouse/article/details/51749579