STM32設(shè)置時鐘的操作方法和步驟

本文的目錄結(jié)構(gòu)如下：

1、STM32F407 的時鐘來源

1.1、HSI 時鐘

1.2、HSE 時鐘

1.3、主 PLL 時鐘

2、時鐘樹

3、配置系統(tǒng)時鐘

3.1、系統(tǒng)時鐘有關(guān)寄存器

3.2、使用系統(tǒng)的默認配置

3.3、系統(tǒng)時鐘配置所用到的相關(guān)宏定義

3.4、SystemInit( )函數(shù)

3.5、SetSysClock( )函數(shù)

3.6、自行配置時鐘

對于STM32這款單片機，現(xiàn)在是越來越多的人熟悉和使用它了。在很多的項目和產(chǎn)品中都有它的身影，以及現(xiàn)在很多的大學(xué)課程都是用STM32開展教學(xué)了，已經(jīng)是應(yīng)用很廣泛了。

想當初我在大學(xué)的時候，上課教的還是51單片機，而且還是老師照著課本念的。當時做的第一個單片機產(chǎn)品還是用51單片機做的流水燈，哈哈!

那么，在使用STM32單片機進行項目開發(fā)的時候，第一步都是要做好時鐘的設(shè)置的。這個時鐘的設(shè)置是非常重要的，因為它關(guān)系到整個系統(tǒng)的運行。不同的項目都會根據(jù)實際的使用需求，采用不同的時鐘頻率，所以需要對時鐘進行設(shè)置。

下面分享一下STM32設(shè)置時鐘的操作方法和步驟。本文以STM32F407為例講講時鐘配置!

1、STM32F407 的時鐘來源

從STM32F4的參考手冊上可以看到，STM32F407的時鐘可以有三種時鐘來源，如下圖：

這幾個時鐘區(qū)別分別如下：

1.1、HSI 時鐘

HSI 時鐘信號由STM32內(nèi)部 16 MHz 的RC 振蕩器生成，可直接用作系統(tǒng)時鐘，或者用作 PLL 輸入。

因為它是內(nèi)部的集成RC振蕩器，不需要額外的外部晶振和電路，所以使用它的話成本就比較低。但是它的精度相比外部的晶振或者陶瓷諧振器，精度是比不上的，所以一般都不用這個作為系統(tǒng)的主時鐘來源。

1.2、HSE 時鐘

HSE 時鐘指的是來源于外部晶振的時鐘源。它一般可以由兩個時鐘源來提供：(1)HSE 外部晶振/陶瓷諧振器(2)HSE 外部時鐘(比如：8M、25M)

參見下圖：

1.3、主 PLL 時鐘

STM32F4xx 器件具有兩個 PLL：

(1)主 PLL (PLL) 由 HSE 或 HSI 振蕩器提供時鐘信號，并具有兩個不同的輸出時鐘：

1)第一個輸出用于生成高速系統(tǒng)時鐘(最高達 168 MHz)

2)第二個輸出用于生成 USB OTG FS 的時鐘 (48 MHz)、隨機數(shù)發(fā)生器的時鐘 (48 MHz) 和 SDIO 時鐘 (48 MHz)。

(2)專用 PLL (PLLI2S) 用于生成精確時鐘，從而在 I2S 接口實現(xiàn)高品質(zhì)音頻性能。注意：在系統(tǒng)復(fù)位后，默認系統(tǒng)時鐘為 HSI。在直接使用 HSI 或者通過 PLL 使用時鐘源來作為系統(tǒng)時鐘時，該時鐘源無法停止。

2、時鐘樹

STM2F4的時鐘樹如下圖所示：

從上圖中可以看到，系統(tǒng)的時鐘來源可以通過選擇器選擇，然后通過預(yù)分頻器配置 AHB 頻率、高速 APB (APB2) 和低速 APB (APB1)。

其中，AHB 域的最 大頻率為 168 MHz，高速 APB2 域的最大允許頻率為 84 MHz，低速 APB1 域的最大允許頻 率為 42 MHz。不同的時鐘分給不同的外設(shè)使用，從而滿足整個系統(tǒng)的各個外設(shè)的正常工作所需的時鐘條件。

3、配置系統(tǒng)時鐘

3.1、系統(tǒng)時鐘有關(guān)寄存器

由于STM32系統(tǒng)復(fù)位之后默認使用的是HSI時鐘，所以需要切換為其他時鐘的話就需要自己做些配置，也就是需要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，從而切換時鐘的輸入來源。STM32F4切換時鐘所涉及到的寄存器如下面所示：

(1)RCC 時鐘配置寄存器 (RCC_CFGR)

通過 RCC_CFGR 的 SW1、SW2兩位進行設(shè)置，這兩位的選項取值如下：

(2)RCC 時鐘控制寄存器 (RCC_CR)

通過這三個位的置位可以選擇使用的時鐘，操作如下：

3.2、使用系統(tǒng)的默認配置

配置系統(tǒng)的時鐘，除了使用相關(guān)寄存器進行設(shè)置，也可以使用官方提供的固件文件里面的初始化函數(shù)進行修改，即可以完成時鐘的修改和設(shè)置。首先，有一個差異我們要知道的：STM32F4 與 STM32F10X 有所不同，STM32F4 的時鐘已經(jīng)默認配置好，上電直接可以正常使用。

通過查看啟動代碼文件：startup_stm32f4xx.s，即可以看出。如下：

可以看出：

3.3、系統(tǒng)時鐘配置所用到的相關(guān)宏定義

system_stm32f4xx.c文件中提供幾個宏定義用于設(shè)置時鐘參數(shù)，如下：

晶振頻率設(shè)置則是在文件 stm32f4xx.h 中進行設(shè)置:

1)外部晶振:

HSE_VALUE：這個值是設(shè)置外部晶振的頻率的。比如25000000表示的是外部晶振選擇的25M。如果外部晶振是8M，那這個值就是8000000。以此類推!

2)內(nèi)部晶振:

HSI_VALUE：這個值是設(shè)置外部晶振的頻率的。

綜合上面的,可以得出默認配置中:

3.4、SystemInit( )函數(shù)

?

3.5、SetSysClock( )函數(shù)

在SetSysClock函數(shù)中,配置了系統(tǒng)時鐘,PLL倍頻以及分頻系數(shù):

?

?

SystemIint 和 SetSysClock都是官方固件文件中提供的，直接調(diào)用即可完成時鐘的選擇和設(shè)置。

3.6、自行配置時鐘

除了可以調(diào)用官方提供的時鐘設(shè)置函數(shù)接口外，如果想要自己自行設(shè)置相關(guān)的時鐘操作，也是可以的。

假設(shè)外部晶振25MHz，系統(tǒng)時鐘要配置為168MHz，則可以根據(jù)自己所選用的外部晶振大小和需要進行配置，相關(guān)代碼如下：