STM32属于Cortex-M3内核的单片机,时钟结构比之前的51单片机较复杂的多,根据数据手册,STM32F103的时钟结构如下图所示。
根据上图可以看到,STM32F103系列单片机具有4个时钟源,内部的8MHz时钟发生器,外部的晶体振荡器接口,最高支持16MHz,外部的32.768kHz晶体振荡器接口和内部的40kHz时钟发生器,其中32.768kHz和40kHz主要用于内部RTC时钟脉冲,8MHz的晶振通过PLL时钟倍乘器,将系统总线时钟提高为72MHz。
STM32F103系列内部具有2条外设时钟总线,APB1和APB2,其中APB2的时钟最高可达72MHz,APB1的时钟最高可达36MHz,通过配置对应的寄存器,就可以将CPU内核时钟提高到最大速度。
通过最小系统可以看到,我们使用外部高速晶体振荡器接口,外接8MHz晶振,RTC则是使用32.768kHz晶振,现在我们来通过数据手册来配置对应的寄存器位来配置APB2时钟达到72MHz,APB1时钟达到36MHz。
上图是ST公司推出的一款软件,这款软件可以自动生成寄存器代码,但是我们在这里只用到其中提供的时钟配置功能,通过上面的时钟结构,我们可以得到配置时钟的大概流程。
(1)开启HSE时钟接口,这个接口用于使能晶体振荡器输入端;
(2)设置PLL倍频系数为9,因为外接8MHz时钟,所以设置系数为9就可以轻松达到8×9=72MHz的时钟频率;
(3)设置时钟源为PLLCLK,因为HSE使用的时候可以发现最终的输出就是PLL时钟脉冲;
(4)设置APB1时钟总线的分频系数为2,因为APB1时钟总线最高频率只有36MHz;
(5)设置APB2时钟总线的分频系数为1。
(1) 时钟控制寄存器 :RCC_CR
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | PLLRDY | PLLON | - | CSSON | HSEBYP | HSERDY | HSEON | ||||||||
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
HSICAL[7:0] | HSITRIM[4:0] | - | HISRDY | HISON |
Bit 25:PLL准备状态
0:PLL解锁
1:PLL锁定
Bit 24:PLL使能
0:PLL关闭
1:PLL打开
Bit 19:时钟安全系统开关
0:时钟保护关闭
1:时钟保护打开
Bit 18:HSE旁路(禁用HSE振荡器时才能写入)
0:HSE禁止旁路
1:HSE打开旁路
Bit 17:HSE准备状态
0:HSE未准备好
1:HSE准备完毕
Bit 16:HSE时钟使能
0:HSE时钟关闭
1:HSE时钟打开
Bit 15~ Bit 8:HSI校准值(这个值在启动的时候自动初始化)
Bit 7~ Bit 3:HSI微调(对其进行编程以适应电压和温度的变化影响内部HSI的频率。初始值16,步长约为40kHz)
Bit 1:HSI准备状态
0:HIS未准备好
1:HSI准备完毕
Bit 0:HSI时钟使能
0:HIS时钟关闭
1:HSI时钟开启
(2) 时钟配置寄存器 :RCC_CFGR
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | MCO[2:0] | - | USBPRE | PLLMUL[3:0] | PLLXTPRE | PLLSRC | |||||||||
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
ADCPRE[1:0] | PPRE2[2:0] | PPRE1[2:0] | HPRE[3:0] | SWS[1:0] | SW[1:0] |
Bit 26~Bit 24:芯片时钟输出
0xx:禁止输出
100:选择系统时钟SYSCLK
101:选择HSI时钟
110:选择HSE时钟
111:选择PLL分频输出(2分频)
Bit 22:USB时钟分频系数
0:PLL时钟1.5分频作为USB时钟
1:PLL时钟不分频作为USB时钟
Bit 21~Bit 18:PLL倍频系数
0000:2倍频
0001:3倍频
0010:4倍频
0011:5倍频
0100:6倍频
0101:7倍频
0110:8倍频
0111:9倍频
1000:10倍频
1001:11倍频
1010:12倍频
1011:13倍频
1100:14倍频
1101:15倍频
1110:16倍频
1111:16倍频
Bit 17:HSE输入分频器
0:HSE输入不分频
1:HSE输入2分频
Bit 16:PLL时钟选择(PLL处于禁止模式才能写入)
0:HSI时钟2分频作为PLL时钟输入
1:HSE作为PLL时钟输入
Bit 15~Bit 14:ADC分频系数
00:PCLK2分频系数为2
01:PCLK2分频系数为4
10:PCLK2分频系数为6
11:PCLK2分频系数为8
Bit 13~Bit 11:APB2分频系数(最高可达72MHz)
0xx:HCLK不分频
100:HCLK分频系数为2
101:HCLK分频系数为4
110:HCLK分频系数为8
111:HCLK分频系数为16
Bit 10~Bit 8:APB1分频系数(最高只能达到36MHz)
0xx:HCLK不分频
100:HCLK分频系数为2
101:HCLK分频系数为4
110:HCLK分频系数为8
111:HCLK分频系数为16
Bit 7~Bit 4:AHB总线预分频系数
0xxx:SYSCLK不分频
1000:SYSCLK分频系数为2
1001:SYSCLK分频系数为4
1010:SYSCLK分频系数为8
1011:SYSCLK分频系数为16
1100:SYSCLK分频系数为64
1101:SYSCLK分频系数为128
1110:SYSCLK分频系数为256
1111:SYSCLK分频系数为512
Bit 3~Bit 2:系统时钟选择状态
00:HSI作为系统时钟
01:HSE作为系统时钟
10:PLL作为系统时钟
11:保留
Bit 1~Bit 0:系统时钟选择
00:选择HSI作为系统时钟
01:选择HSE作为系统时钟
10:选择PLL作为系统时钟
11:保留
配置STM32的时钟需要创建几个文件,这几个文件如下表所示。
文件目录 | 文件名 | 文件功能 |
---|---|---|
./SYSTEM/sys | sys.c | 时钟设置函数外部中断设置函数中断优先级设置函数 |
sys.h | 数据类型定义 | |
stm32f103x.h | 定义寄存器结构定义寄存器地址定义中断编号 |
(1)创建上述三个文件,其中c文件添加进工程中,h文件包含进程序中,如下图所示。
(2)stm32f103x.h文件输入以下内容:
这个文件用于定义程序用到的所有寄存器的地址和结构体,是整个STM32程序的最基础的文件。
(3)sys.h输入以下内容
sys.h文件用于定义STM32的时钟配置和中断配置,以及后面的端口位操作模式。
(3)sys.c文件输入以下内容
void STM32_Clock_Init( u8 PLL )
{
RCC->CR |= 0x00010000 ; //外部高速时钟使能HSEON
while( !( RCC->CR>>17 ) ) ; //等待外部时钟就绪
RCC->CFGR = 0x00000400 ; //APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;
PLL -= 2 ; //抵消2个单位(因为是从2开始的,设置0就是2)
RCC->CFGR |= ( u32 )PLL<<18 ; //设置PLL值 2~16
RCC->CFGR |= 1<<16 ; //PLLSRC ON
FLASH->ACR |= 0x32 ; //FLASH 2个延时周期
RCC->CR |= 1<<24 ; //PLLON
while( ( RCC->CR&0x02000000 )!=0x02000000 ) ; //等待PLL锁定
RCC->CFGR |= 0x00000002 ; //PLL作为系统时钟
while( ( RCC->CFGR&0x0000000C )!=0x00000008 ) ; //等待PLL作为系统时钟设置成功
}
这个文件的函数就是真正配置时钟的过程,可以对照之前描述的配置时钟的过程来看这段代码。
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !