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在STM32中,一共有5个时钟源,分别是HSI、HSE、LSI、LSE、PLL
(1)HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz;
(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,频率范围是4MHz – 16MHz;
(3)LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40KHz;
(4)LSE是低速外部时钟,接频率为32.768KHz的石英晶体;
(5)PLL为锁相环倍频输出,严格的来说并不算一个独立的时钟源,PLL的输入可以接HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2 – 16倍,但是其输出频率 大不得超过72MHz。
其中,40kHz的LSI供独立看门狗IWDG使用,另外它还可以被选择为实时时钟RTC的时钟源。另外,实时时钟RTC的时钟源还可以选择LSE,或者是HSE的128分频。
STM32中有一个全速功能的USB模块,其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL端获取,可以选择为1.5分频或者1分频,也就是,当需使用到USB模块时,PLL必须使能,并且时钟配置为48MHz或72MHz。
另外STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA.8)上,可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE或者系统时钟。
系统时钟SYSCLK,它是提供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可以选择为PLL输出、HSI、HSE。系系统时钟 大频率为72MHz,它通过AHB分频器分频后送给各个模块使用,AHB分频器可以选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频,其分频器输出的时钟送给5大模块使用:
(1)送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟;
(2)通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟;
(3)直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK;
(4)送给APB1分频器。APB1分频器可以选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB1外设使用(PCLK1, 大频率36MHz),另一路送给定时器(Timer)2、3、4倍频器使用。该倍频器可以选择1或者2倍频,时钟输出供定时器2、3、4使用。
(5)送给APB2分频器。APB2分频器可以选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB2外设使用(PCLK2, 大频率72MHz),另外一路送给定时器(Timer)1倍频使用。该倍频器可以选择1或2倍频,时钟输出供定时器1使用。另外APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用,分频后送给ADC模块使用。ADC分频器可选择为2、4、6、8分频。
需要注意的是定时器的倍频器,当APB的分频为1时,它的倍频值为1,否则它的倍频值就为2。
连接在APB1(低速外设)上的设备有:电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz的时钟信号,但是它应该不是供USB模块工作的时钟,而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块的工作时钟应该是由APB1提供的。
连接在APB2(高速外设)上的设备有:UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、GPIOx(PA~PE)、第二功能IO口。
2.STM32时钟的初始化
由于开发板已经外接了一个8MHz的晶振,因此将采用HSE时钟,在MDK编译平台中,程序的时钟设置参数流程如下:
(1)将RCC寄存器重新设置为默认值:RCC_DeInit;
(2)打开外部高速时钟晶振HSE: RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
(3)等待外部高速时钟晶振工作: HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
(4)设置AHB时钟(HCLK): RCC_HCLKConfig;
(5)设置高速AHB时钟(APB2): RCC_PCLK2Config;
(6)设置低速AHB时钟(APB1): RCC_PCLK1Config;
(7)设置PLL: RCC_PLLConfig;
(8)打开PLL: RCC_PLLCmd(ENABLE);
(9)等待PLL工作: while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
(10)设置系统时钟: RCC_SYSCLKConfig;
(11)判断PLL是否是系统时钟: while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
(12)打开要使用的外设时钟: RCC_APB2PerphClockCmd()….
某些函数的详细的使用方法,可以参考《STM32固件库使用手册V10》
3.SysTick定时器
NVIC中,捆绑着一个SysTick定时器,它是一个24位的倒数计数定时器,当计到0时,将从RELOAD寄存器中自动重装载定时初值并继续计数,同时内部的 COUNTFLAG 标志会置位,触发中断 (如果中断使能情况下)。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除,就用不停息。Cortex-M3允许为SysTick提供2个时钟源以供选择,第一个是内核的“自由运行时钟”FCLK,“自由”表现在它不是来自系统时钟HCLK,因此在系统时钟停止时,FCLK也能继续运行。第2个是一个外部的参考时钟,但是使用外部时钟时,因为它在内部是通过FCLK来采样的,因此其周期必须至少是FCLK的两倍(采样定理)。
下面介绍一下STM32中的SysTick,它属于NVIC控制部分,一共有4个寄存器:
STK_CSR, 0xE000E010: 控制寄存器
STK_LOAD, 0xE000E014: 重载寄存器
STK_VAL, 0xE000E018: 当前值寄存器
STK_CALRB, 0xE000E01C: 校准值寄存器
首先看STK_CSR控制寄存器,有4个bit具有意义:
第0位:ENABLE,SysTick使能位(0:关闭SysTick功能,1:开启SysTick功能);
第1位:TICKINT,SysTick中断使能位(0:关闭SysTick中断,1:开启SysTick中断);
第2位:CLKSOURCE,SysTick时钟选择(0:使用HCLK/8作为时钟源,1:使用HCLK);
第3为:COUNTFLAG,SysTick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick已经数到0了,则该位为1,如果读取该位,该位自动清零。
STK_LOAD重载寄存器:
Systick是一个递减的定时器,当定时器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重装载,继续开始递减。STK_LOAD 重载寄存器是个24位的寄存器 大计数0xFFFFFF。
STK_VAL当前值寄存器:
也是个24位的寄存器,读取时返回当前倒计数的值,写它则使之清零,同时还会清除在SysTick 控制及状态寄存器中的COUNTFLAG 标志。
STK_CALRB校准值寄存器:
其中含着一个TENMS位段,具体信息不详。暂时用不到。
在MDK开发环境中,我们不必要非得去操作每一个寄存器,可以通过调用ST函数库中的函数来进行相关的操作,其步骤如下:
(1)调用SysTick_CounterCmd() 失能SysTick计数器
(2)调用SysTick_ITConfig() 失能SysTick中断
(3)调用SysTick_CLKSourceConfig() 设置SysTick时钟源
(4)调用SysTick_SetReload() 设置SysTick重装载值
(5)调用NVIC_SystemHandlerPriorityConfig() 设置SysTick定时器中断优先级
(6)调用SysTick_ITConfig() 使能SysTick中断
(7)在stm32f10x_it.c中SysTickHandler()下写中断服务函数。
(8)在需要的时候调用SysTick_CounterCmd() 开启SysTick计数器
4.工程实现
根据以上描述,准备利用开发板上的LED灯做一个小实验,将第一个跑马灯的实验稍微改进一下,以1s精确延时的状态来顺序点亮LED灯,采用的定时器就是SysTick。
设计思路是先配置好系统的各个参数,然后设置SysTick定时器每1ms就进入一次中断,再定义一个全局变量作为定时长短的参数,然后将从延时函数中得到的参数赋值给这个全局变量,每进入一次中断,这个全局变量就减一次,直到减为0,才跳出延时函数。
1.配置系统时钟
void RCC_cfg()
{
//定义错误状态变量
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
//将RCC寄存器重新设置为默认值
RCC_DeInit();
//打开外部高速时钟晶振
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
//等待外部高速时钟晶振工作
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
.(编辑:孙吴电工培训学校)