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单片机stm32时钟频率和配置方法详解

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liguanghui2588
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  • 2018-9-30 16:24:53
单片机stm32时钟频率
  STM32F103内部8M的内部震荡,经过倍频后最高可以达到72M。目前[color=rgb(0, 66, 118) !important]TI的M3系列芯片最高频率可以达到80M。
  在stm32固件库3.0中对时钟频率的选择进行了大大的简化,原先的一大堆操作都在后台进行。系统给出的函数为SystemInit()。但在调用前还需要进行一些宏定义的设置,具体的设置在system_stm32f10x.c文件中。
  文件开头就有一个这样的定义:
  //#define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_Value
  //#define SYSCLK_FREQ_20MHz 20000000
  //#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000
  //#define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000
  //#define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000
  #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

  ST 官方推荐的外接晶振是 8M,所以库函数的设置都是假定你的硬件已经接了 8M 晶振来运算的。以上东西就是默认晶振 8M 的时候,推荐的 CPU 频率选择。在这里选择了:
  #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
  也就是103系列能跑到的最大值72M
  然后这个 C文件继续往下看
  #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
  const uint32_t SystemFrequency = SYSCLK_FREQ_72MHz;
  const uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
  const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
  const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);
  const uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
  这就是在定义了CPU跑72M的时候,各个系统的速度了。他们分别是:硬件频率,系统时钟,AHB总线频率,APB1总线频率,APB2总线频率。再往下看,看到这个了:
  #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
  sta[color=rgb(0, 66, 118) !important]TIc void SetSysClockTo72(void);
  这就是定义 72M 的时候,设置时钟的函数。这个函数被 SetSysClock ()函数调用,而
  SetSysClock ()函数则是被 SystemInit()函数调用。最后 SystemInit()函数,就是被你调用的了
  所以设置系统时钟的流程就是:
  首先用户程序调用 SystemInit()函数,这是一个库函数,然后 SystemInit()函数里面,进行了一些寄存器必要的初始化后,就调用 SetSysClock()函数。 SetSysClock()函数根据那个#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的宏定义,知道了要调用SetSysClockTo72()这个函数,于是,就一堆麻烦而复杂的设置~!@#$%^然后,CPU跑起来了,而且速度是 72M. 虽然说的有点累赘,但大家只需要知道,用户要设置频率,程序中就做的就两个事情:
  第一个: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
  第二个:调用SystemInit()
  单片机stm32时钟配置方法
  一、在STM32中,有五个时钟源,为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
  ①HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz。
  ②HSE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。
  ③LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz。
  ④LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。
  ⑤PLL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。
  二、在STM32上如果不使用外部晶振,OSC_IN和OSC_OUT的接法:如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振,请按照下面方法处理:
  ①对于100脚或144脚的产品,OSC_IN应接地,OSC_OUT应悬空。
  ②对于少于100脚的产品,有2种接法:第1种:OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能;第2种:分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1,再配置PD0和PD1为推挽输出并输出‘0’。此方法可以减小功耗并(相对上面)节省2个外部电阻。
  三、用HSE时钟,程序设置时钟参数流程:
  01、将RCC寄存器重新设置为默认值 RCC_DeInit;
  02、打开外部高速时钟晶振HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
  03、等待外部高速时钟晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
  04、设置AHB时钟 RCC_HCLKConfig;
  05、设置高速AHB时钟 RCC_PCLK2Config;
  06、设置低速速AHB时钟 RCC_PCLK1Config;
  07、设置PLL RCC_PLLConfig;
  08、打开PLL RCC_PLLCmd(ENABLE);
  09、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()

  四、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)
  /*
  * Func[color=rgb(0, 66, 118) !important]TIon Name : RCC_Configura[color=rgb(0, 66, 118) !important]TIon
  * Description : RCC配置(使用外部8MHz晶振)
  * Input : 无
  * Output : 无
  * Return : 无
  */
  void RCC_Configuration(void)
  {
  /*将外设RCC寄存器重设为缺省值*/
  RCC_DeInit();
  /*设置外部高速晶振(HSE)*/
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)
  /*等待HSE起振*/
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) //SUCCESS:HSE晶振稳定且就绪
  {
  /*设置AHB时钟(HCLK)*/
  RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟= 系统时钟
  /* 设置高速AHB时钟(PCLK2)*/
  RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //RCC_HCLK_Div1——APB2时钟= HCLK
  /*设置低速AHB时钟(PCLK1)*/
  RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //RCC_HCLK_Div2——APB1时钟= HCLK / 2
  /*设置FLASH存储器延时时钟周期数*/
  FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //FLASH_Latency_2 2延时周期
  /*选择FLASH预取指缓存的模式*/
  FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); // 预取指缓存使能
  /*设置PLL时钟源及倍频系数*/
  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
  /*使能PLL */
  RCC_PLLCmd(ENABLE);
  /*检查指定的RCC标志位(PLL准备好标志)设置与否*/
  while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
  {
  }
  /*设置系统时钟(SYSCLK)*/
  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
  //RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟
  /* PLL返回用作系统时钟的时钟源*/
  while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) //0x08:PLL作为系统时钟
  {
  }
  }
  /*使能或者失能APB2外设时钟*/
  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
  }
  STM32中定时器的时钟源
  STM32中有多达8个定时器,其中TIM1和TIM8是能够产生三对PWM互补输出的高级定时器,常用于三相电机的驱动,它们的时钟由APB2的输出产生。其它6个为普通定时器,时钟由APB1的输出产生。
  下图是STM32参考手册上时钟分配图中,

  从图中可以看出,定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2,而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器,图中的蓝色部分。
  下面以定时器2~7的时钟说明这个倍频器的作用:当APB1的预分频系数为1时,这个倍频器不起作用,定时器的时钟频率等于APB1的频率;当 APB1的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时,这个倍频器起作用,定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。
  假定AHB=36MHz,因为APB1允许的最大频率为36MHz,所以APB1的预分频系数可以取任意数值;当预分频系数=1 时,APB1=36MHz,TIM2~7的时钟频率=36MHz(倍频器不起作用);当预分频系数=2时,APB1=18MHz,在倍频器的作用下,TIM2~7的时钟频率=36MHz。
  有人会问,既然需要TIM2~7的时钟频率=36MHz,为什么不直接取APB1的预分频系数=1?答案是:APB1不但要为TIM2~7提供时钟,而且还要为其它外设提供时钟;设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时,TIM2~7仍能得到较高的时钟频率。
  再举个例子:当AHB=72MHz时,APB1的预分频系数必须大于2,因为APB1的最大频率只能为36MHz。如果APB1的预分频系数=2,则因为这个倍频器,TIM2~7仍然能够得到72MHz的时钟频率。能够使用更高的时钟频率,无疑提高了定时器的分辨率,这也正是设计这个倍频器的初衷。

zm77
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  • 2018-9-30 17:42:32
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楼主木有附图啊
liguanghui2588
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  • 2018-10-8 11:15:18
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图当时没贴上去
wsadadws
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  • 2018-10-14 08:50:32
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参考手册就可以了,感谢楼主分享
liguanghui2588
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  • 2018-10-17 10:46:13
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说得对,关键还是手册,
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