淺談STM32F4的時鐘系統(tǒng)

本文將介紹STM32F4的時鐘系統(tǒng)。

1.STM32F4時鐘樹

對于CPU來講時鐘系統(tǒng)就像是脈搏一樣，時鐘系統(tǒng)頻率的快慢決定了、指令執(zhí)行的速度;和51單片機相比STM32F4的時鐘系統(tǒng)比較復雜，這是因為STM32芯片本身有很多的外設(shè)、但這些外設(shè)并不是都需要和系統(tǒng)時鐘一樣高的頻率，這就造成了STM32F4芯片有多個時鐘源;比如看門狗電路、RTC電路只需要幾十K的時鐘源，同時時鐘頻率越快、電路的功耗就越大且抗干擾的能力會下降，所以對于較為復雜的MCU一般會采用多時鐘源的方案來解決這些問題。以下是STM32F4時鐘樹框圖：

2.STM32F4時鐘源

STM32F4中有5個重要的時鐘源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL;

其中可以分為3個類別，分別是：外部時鐘(LSE、HSE)、內(nèi)部時鐘(HSI、LSI)、由倍頻產(chǎn)生的PLL時鐘，下面我們分別對這5個重要的時鐘進行解釋。

HSI：H代表高H、S代表速度Speed、I代表inner內(nèi)部，HSI即代表內(nèi)部高速時鐘，內(nèi)部高速時鐘是由芯片內(nèi)部的RC振蕩器產(chǎn)生的一個16MHz時鐘源，它可以作為系統(tǒng)時鐘的時鐘源、或者用于倍頻產(chǎn)生PLL時鐘源。

HSE：H代表高H、S代表速度Speed、E代表外部External，HSE即代表外部高速時鐘，外部高速時鐘是通過在芯片特定引腳處接入石英/陶瓷諧振器產(chǎn)生的一個4-26MHz的一個時鐘源，當然通過直接將一個時鐘源接入特定引腳來為芯片提供一個4-26MHz的時鐘源也是可以的。

LSE：L代表低Low、S代表速度Speed、E代表外部External，LSE即代表外部低速時鐘源;可通過在芯片特定引腳處接入32.768KHz的石英晶體來作為外部低速時鐘源，LSE可以作為RTC的時鐘源、這個時鐘源雖然頻率低但是更加精確，適合計時。

LSI：L代表低Low、S代表速度Speed、I代表內(nèi)部inner，LSI即代表內(nèi)部低速時鐘;LSI是由芯片內(nèi)部RC振蕩器產(chǎn)生的一個32KHz的時鐘源，供獨立看門狗和自動喚醒單元使用;在芯片剛剛上電的時候一般都是使用的LSI待工作正常后可以切換時鐘源;最后我們再來看下PLL時鐘源。

PLL時鐘源：PLL時鐘源本質(zhì)上是HSE、HSI通過PLL鎖相環(huán)倍頻輸出產(chǎn)生的，STM32F4有兩個PLL、分為主PLL、專用PLL;

主PLL由HSE、或者HSI提供時鐘信號在倍頻后可以輸出兩個不同的時鐘PLLP、PLLQ，PLLP主要用于系統(tǒng)時鐘(頻率最高可達168MHz)，PLLQ作為USB OTG FS的時鐘源(48MHz)、隨機數(shù)發(fā)生器、SDIO的時鐘;

專用PLL(PLLI2S)用于生成精確的時鐘源，可以在I2sjiekou實現(xiàn)高品質(zhì)音頻性能;

具體的時鐘頻率計算：HSE或HSI時鐘源除以值為M的分頻系數(shù)后、經(jīng)過倍頻系數(shù)為N的倍頻器、在經(jīng)過分頻系數(shù)為P或Q的分頻器后，得到PLLP或PLLQ的時鐘頻率

PLLP = 時鐘輸入源/M*N/P;

PLLQ= 時鐘輸入源/M*N/Q;