關于 STM32 時鐘配置的那些坑

今天分享以下兩點內(nèi)容：

1.為什么我們要先開啟STM32外設模塊時鐘；

2.關于STM32的 I/O 復用功能及什么時候開啟AFIO時鐘；

1為什么我們要先開啟STM32外設時鐘

講述本節(jié)內(nèi)容之前先說一個案例：

前段時間，有一個朋友為配置EXTI的代碼折騰了一天，最終沒有結果。于是問了我這樣一個問題：“你用過STM32F051C8T6的外部中斷嗎，就是GPIO管腳做中斷，我這邊就是進不了中斷”。

然后他把基于標準外設庫、寄存器寫的代碼都給我發(fā)過來了。我仔細看了又看，沒發(fā)現(xiàn)有什么毛病啊。（但是，代碼是截圖分來給我發(fā)過來的）。

于是，我將之前配置IO外部中斷的代碼，按照他（PB2）的要求，寫成一個“EXTI配置”函數(shù)發(fā)給他，他直接拷貝過去，成功了。

于是，他仔細對比了代碼，終于發(fā)現(xiàn)了問題的原因，配置的順序不對，使能時鐘不是在最開始。

我想許多朋友都曾遇到過這種坑，我最初學習STM32的時候同樣也遇到過，下面我就來說說為什么我們要先開啟STM32外設模塊時鐘，再對其外設模塊初始化配置？

1.系統(tǒng)架構

不同類型的STM32，它的系統(tǒng)架構各有不同，但原理都類似，由多條主控總線和多條被控總線組成（請參看【參考手冊】存儲器和總線架構章節(jié)）。

如STM32F4：

● 八條主控總線：

— Cortex-M4F 內(nèi)核 I 總線、 D 總線和 S 總線

— DMA1 存儲器總線

— DMA2 存儲器總線

— DMA2 外設總線

— 以太網(wǎng) DMA 總線

— USB OTG HS DMA 總線

● 七條被控總線：

— 內(nèi)部 Flash ICode 總線

— 內(nèi)部 Flash DCode 總線

— 主要內(nèi)部 SRAM1 (112 KB)

— 輔助內(nèi)部 SRAM2 (16 KB)

— 輔助內(nèi)部 SRAM3 (64 KB)（僅適用于 STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 器件）

— AHB1 外設（包括 AHB-APB 總線橋和 APB 外設）

— AHB2 外設

— FSMC

借助總線矩陣，可以實現(xiàn)主控總線到被控總線的訪問，這樣即使在多個高速外設同時運行期間，系統(tǒng)也可以實現(xiàn)并發(fā)訪問和高效運行。

2.關于AHB和APB總線

AHB：Advanced High-performance Bus，即先進的高性能總線.

APB：Advanced Peripheral Bus，即先進的外圍（外設）總線.

上面說了系統(tǒng)總線的架構引伸出來的就是AHB和APB總線，那為什么要講述AHB和APB總線呢？

我們操作的外圍設備一般都是位于AHB和APB總線上，而AHB可以引伸出AHB1、AHB2，甚至AHB3。同樣APB也存在APB1、APB2等。

如：USART1外設位于APB1總線上，GPIOA位于AHB1高速總線上。

請注意參考手冊中“AHB/APB 總線橋”這一小節(jié)，有一條重要的內(nèi)容：每次芯片復位后，所有外設時鐘都被關閉（ SRAM 和 Flash 接口除外）。使用外設前，必須在 RCC_AHBxENR 或 RCC_APBxENR 寄存器中使能其時鐘。

3.STM32時鐘控制

請參看STM32參考手冊關于【復位與時鐘控制RCC】章節(jié)。

STM32的時鐘控制模塊因MCU芯片不同，各有差異，但原理都類似，功能也相當豐富。主要的目的就是給相對獨立的外設模塊提供時鐘，也是為了降低整個芯片的功能。

降低功耗是主要原因，還有一個原因，就是為了兼容不同速度的設備，有些高速，有些低速，如果都用高速時鐘，勢必造成浪費。

RCC給外設提供時鐘是一個主要目的，那么為什么要提供時鐘呢？原因在于外圍設備的寄存器需要時鐘才能工作。你可以把外設當做一個設備，而這個設備需要給它提供電源（時鐘）才能工作。

你在STM32參考手冊的“RCC”章節(jié)可能會看到這么一句話：當外設時鐘沒有啟用時，軟件不能讀出外設寄存器的數(shù)值，返回的數(shù)值始終是0x0。

4.總結

看到這里相信聰明的你其中已經(jīng)明白為什么我們要先開啟STM32外設模塊時鐘，再配置其外設模塊了。

簡單來說：操作外設是通過外設總線來實現(xiàn)，只有外設總線有時鐘了才能操作外設。

坑：

A.先使能外設時鐘，再對其進行配置

B.時鐘配置需對應總線

這種基于標準外設庫的低級錯誤，相信肯定有不少人遇到過，希望提高警惕。

2關于STM32的I/O復用功能及什么時候開啟AFIO時鐘

前面有朋友問：“什么時候開啟AFIO時鐘”。寫了上面章節(jié)，就順便再講述一下關于STM32的I/O復用功能及什么時候開啟AFIO時鐘。

1.什么是I/O 復用功能？

簡單來說就是把普通I/O用作其它的功能。如：將PA9引腳用作USART1的Tx引腳，那么我們就把這個Tx引腳稱為PA9的復用功能。

打開數(shù)據(jù)手冊，會發(fā)現(xiàn)類似如下的列表：

2.什么時候開啟AFIO時鐘

為了優(yōu)化芯片引腳封裝的外設數(shù)目，可以把一些復用功能重新映射到其他引腳上。設置復用重映射和調(diào)試I/O配置寄存器實現(xiàn)引腳的重新映射。這時，復用功能不再映射到它們的原始分配上，而是映射到“重定義功能”上（見上圖）。

這種將引腳重定義到其它引腳上的功能在幾乎所有STM32芯片中都有這個功能，但是實現(xiàn)的方法可能有所不同，其中STM32F1就是通過事件控制的方式將特定功能引腳連接到對應PORT和PIN上。

簡單來說，如果需要使用重定義功能，那么就需要開啟AFIO時鐘。

最后，如果你覺得你的程序可能是因為時鐘配置的問題，不妨上電第一步使能所有時鐘試試。

推薦閱讀：

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5最后

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原文標題：關于STM32時鐘配置的那些坑

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