01STM32时钟树

时钟树

时钟树就是STM32中用来产生和配置时钟,并且把配置好的时钟发送到各个外设的系统,时钟是所有外设运行的基础,所以时钟也是最先需要配置的东西,在程序中主函数之前还会执行一个SystemClock_Config()函数,这个函数就是用来配置时钟数的。芯片公司一般会配置这个时钟树的SystemClock_Config()函数。当不被使用时,任一个时钟源都可被独立地启动或关闭,由此优化系统功耗。在时钟树上可以配置时钟来源,各外设时钟源是否开启。

从SYSCLK系统时钟,划一根线,左边的都是时钟的产生电路,右边的都是时钟的分配电路时钟产生电路,有4个时钟源。

时钟源

HSE

外部时钟源(HSE旁路) ,它的频率最高可达25MHz。用户可通过设置在时钟控制寄存器中的HSEBYP和HSEON位来选择这一模式。外部时钟信号(50%占空比的方波、正弦波或三角波)必须连到SOC_IN引脚,同时保证OSC_OUT引脚悬空。

外部晶体/陶瓷谐振器(HSE晶体)

4~16Mz外部振荡器可为系统提供更为精确的主时钟。在时钟控制寄存器RCC_CR中的HSERDY位用来指示高速外部振荡器是否稳定。在启动时,直到这一位被硬件置'1',时钟才被释放出来。如果在时钟中断寄存器RCC_CIR中允许产生中断,将会产生相应中断。HSE晶体可以通过设置时钟控制寄存器里RCC_CR中的HSEON位被启动和关闭。

HSI

HSI RC振荡器能够在不需要任何外部器件的条件下提供系统时钟。它的启动时间比HSE晶体振荡器短。然而,即使在校准之后它的时钟频率精度仍较差。

制造工艺决定了不同芯片的RC振荡器频率会不同,这就是为什么每个芯片的HSI时钟频率在出厂前已经被ST校准到1%(25°C)的原因。系统复位时,工厂校准值被装载到时钟控制寄存器的HSICAL[7:0]位。

如果用户的应用基于不同的电压或环境温度,这将会影响RC振荡器的精度。可以通过时钟控制寄存器里的HSITRIM[4:0]位来调整HSI频率。

时钟控制寄存器中的HSIRDY位用来指示HSI RC振荡器是否稳定。在时钟启动过程中,直到这一位被硬件置'1',HSI RC输出时钟才被释放。HSI RC可由时钟控制寄存器中的HSION位来启动和关闭。

如果内部晶振起不来,那么芯片就起不来。如果HSE晶体振荡器失效,HSI时钟会被作为备用时钟源。

PLL

用来倍频。

LSE时钟

LSE晶体是一个32.768kHz的低速外部晶体或陶瓷谐振器。

LSE晶体通过在备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSEON位启动和关闭。

在备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSERDY指示LSE晶体振荡是否稳定。在启动阶段,直到这个位被硬件置'1'后,LSE时钟信号才被释放出来。如果在时钟中断寄存器里被允许,可产生中断申请。

外部时钟源(LSE旁路)

在这个模式里必须提供一个32.768kHz频率的外部时钟源。你可以通过设置在备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSEBYP和LSEON位来选择这个模式。具有50%占空比的外部时钟信号(方波、正弦波或三角波)必须连到OSC32_IN引脚,同时保证OSC32_OUT引脚悬空。

LSI时钟

LSI RC担当一个低功耗时钟源的角色,它可以在停机和待机模式下保持运行,为独立看门狗和自动唤醒单元提供时钟。LSI时钟频率大约40kHz(在30kHz和60kHz之间)。

LSI RC可以通过控制/状态寄存器(RCC_CSR)里的LSION位来启动或关闭。

在控制/状态寄存器(RCC_CSR)里的LSIRDY位指示低速内部振荡器是否稳定。在启动阶段,直到这个位被硬件设置为'1'后,此时钟才被释放。如果在时钟中断寄存器(RCC_CIR)里被允许,将产生LSI中断申请。

只有大容量和互联型产品可以进行LSI校准

如果需要使用低功耗时钟源,那么建议选择LSE。

时钟配置过程

SystemClock_Config()函数时钟配置过程:首先启动内部时钟,选择内部8MHz为系统时钟,暂时以内部8MHz的时钟运行,然后再启动外部时钟,配置外部时钟,进入PLL锁相环进行倍频,8MHz倍频9倍,得到72MHz,等到锁相环输出稳定后,选择锁相环输出为系统时钟,这样就可以把系统时钟8MHz切换为72MHz,这是ST配置的流程。

也可以自己分析SystemInit函数,这样分析之后,可以解决实际应用的一个问题,那就是如果外部晶振出问题了,可能会导致一个现象,就是会发现,程序的时钟慢了大概10倍,比如用定时器定一个1s的时间,结果过了大概10s才会进中断,这个问题就出在这里,如果外部晶振出问题了,系统时钟就无法切换到72MHz,那就会以内部的8MHz运行,8MHz相比较72M,大概慢了10倍。

时钟安全系统(CSS)

CSS是时钟安全系统,它也是负责切换时钟的,它可以监测外部时钟的运行状态,一旦外部时钟失效,就会自动把外部时钟切换回内部时钟,保证系统时钟的运行,防止程序卡死造成事故。

高级定时器中也有CSS的身影,在刹车输入这里,一旦CSS检测到外部时钟失效,通过或门立刻反映到输出比较,让输出控制的电机立刻停止,防止意外。

相关推荐
Miuney_MAX4 小时前
【单片机】之HC32F460中断向量选择
单片机·嵌入式硬件
XINVRY-FPGA6 小时前
XC3S1000-4FGG320I Xilinx AMD Spartan-3 SRAM-based FPGA
嵌入式硬件·机器学习·计算机视觉·fpga开发·硬件工程·dsp开发·fpga
猫猫的小茶馆9 小时前
【ARM】ARM的介绍
c语言·开发语言·arm开发·stm32·单片机·嵌入式硬件·物联网
猫猫的小茶馆9 小时前
【PCB工艺】数模电及射频电路基础
驱动开发·stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu·物联网·pcb工艺
点灯小铭9 小时前
基于单片机的智能药物盒设计与实现
数据库·单片机·嵌入式硬件·毕业设计·课程设计·期末大作业
梓德原10 小时前
【基础】详细分析带隙型稳压电路的工作原理
单片机·嵌入式硬件·物联网
国科安芯11 小时前
航天医疗领域AS32S601芯片的性能分析与适配性探讨
大数据·网络·人工智能·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·性能优化
小李做物联网11 小时前
【物联网毕业设计】60.1基于单片机物联网嵌入式项目程序开发之图像厨房监测系统
stm32·单片机·嵌入式硬件·物联网
贝塔实验室12 小时前
新手如何使用Altium Designer创建第一张原理图(三)
arm开发·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·射频工程·基带工程·嵌入式实时数据库
@good_good_study12 小时前
STM32 ADC多通道采样实验
stm32·单片机·嵌入式硬件