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[APM32E0] 基于APM32E030解读APM库的高速时钟配置

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 楼主| Alden 发表于 2025-6-25 12:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
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时钟, 时钟配置, APM32E030, rc, se, PLL
本帖最后由 Alden 于 2025-6-25 12:44 编辑

#技术资源# #申请原创#
每一家MCU厂家的SDK写法和寄存器功能都有所不同，如果不熟悉的话就会配置错误，导致MCU运行不稳定。
接下来就已APM32E030的手册和SDK，解读下高速时钟的配置和相关注意事项。
实现了解MCU的高速时钟要先看下用户手册。
高速时钟源分内部时钟源和外部时钟源：
内部时钟源
内部时钟包含 HSICLK（高速内部时钟信号）和 LSICLK（低速内部时钟信号）。
HSICLK 时钟信号由内部 8MHz 的 RC 振荡器产生。不同芯片的 RC 振荡器频率不同，且同一颗芯片随着温度、电压的变化也会存在差异；每个芯片的 HSICLK 时钟频率在出厂前已经被厂家校准到 1%（25℃、VDD=VDDA=3.3V）
外部时钟源
外部时钟信号包括 HSECLK（高速外部时钟信号）和 LSECLK（低速外部时钟信号）。
外部的时钟源有两种：
⚫ 外部晶体/陶瓷谐振器（常规的无源晶振）
⚫ 用户外部时钟（有源晶振或者是其他芯片提供的时钟）
微信图片_20250625102853.png
从E030的用户手册可以看出，E030的最大主频也就是SYSCLK最大是72Mhz。系统时钟源可以从HSECLK（外部时钟的时钟），PLLCLK(PLL的时钟)、HSICLK(内部8M时钟)这三个中来选择。
HSECLK的输入时钟范围是4~32Mhz,可通过PLL的分频器和倍频器配置成PLL最大72M主频。
HSICLK的时钟频率是8M,并且需要固定2分频到PLL的倍频器，最大16倍频，所以最大主频只能配到64Mhz.

系统时钟会再经过AHBPSC和APBPSC分频配置后到各外设。其中TMR的时钟需要注意，所有 TMRxCLK（定时器时钟）频率分配由硬件按以下 2 种情况自动设置：
⚫如果相应的 APB 预分频系数是 1，定时器的时钟频率与所在 APB 总线频率一致。
⚫否则，定时器的时钟频率被设为与其相连的 APB 总线频率的 2 倍

具体的寄存器在用户手册中，主要是时钟控制寄存器 1（RCM_CTRL1）和时钟配置寄存器 1（RCM_CFG1），具体功能可以查看用户手册。

除了RCM相关的寄存器，还有Flash的等待周期与预取使能与时钟相关需要注意。
微信图片_20250625111015.png
理论部分主要就这些，更详细的建议查看用户手册，接下来是代码的相关部分。
芯片上电实现会运行到启动文件，初始化完中断向量表后会进入到SystemInit()函数进行默认的时钟初始化。
微信图片_20250625112616.png
在SystemInit()函数中会复位时钟相关的寄存器，然后进入SystemClockConfig();进行默认的时钟初始化。
微信图片_20250625112621.png
SystemClockConfig()会根据宏定义来进行时钟初始化。
微信图片_20250625113807.png
SDK默认配置的是8M外部无源晶振，配置主频72M。
微信图片_20250625112626.png
如果需要配置更低的主频，可以直接通过选择不同的宏定义来直接切换。

如果使用的外部高速晶振是其他频率，比如4M、12M、16M等，就不能直接修改宏定义来配置主频，还需要做如下修改。
1、将HSE_VALUE改成实际的晶振频率，例如使用12M晶振就修改成
复制
  1. #define  HSE_VALUE  ((uint32_t)12000000)


微信图片_20250625115459.png
2、修改PLL倍频系数寄存器PLLMULCFG=4，对应数据手册可以看到是6倍频12M*6=72M
微信图片_20250625115830.png

如果产品应用对时钟精度要求不高，想不接外部晶振，使用内部晶振倍频到64M的操作。
1、屏蔽默认的使用外部晶振的宏定义
微信图片_20250625120338.png
2、编写如下使用内部晶振的时钟初始化函数，在main函数中调用
复制
  1. void SystemClock_HSI_PLL_Init()
    

  2. {
    

  3.         
    

  4.                 RCM_Reset();
    

  5.         
    

  6.     /* Enable HSI */
    

  7.     RCM_EnableHSI();
    


  8. 

  9.             /* Wait until HSI is ready */
    

  10.     while (RCM->CTRL1_B.HSIRDY** == RESET);
    

  11.         
    

  12.                 FMC_EnablePrefetchBuffer();
    

  13.         
    

  14.                 FMC_SetWS2();
    

  15.         
    

  16.                 RCM_ConfigAHB(RCM_SYSCLK_DIV_1);
    

  17.         
    

  18.                 RCM_ConfigAPB(RCM_HCLK_DIV_1);
    

  19.       /*  SYSCLKFreq = (HSI * 16) / 2 */
    

  20.     RCM_ConfigPLL(RCM_PLL_SEL_HSI_DIV2, RCM_PLLMF_16);
    


  21. 

  22.     /* Enable PLL */
    

  23.     RCM_EnablePLL();
    

  24.     while (RCM->CTRL1_B.PLLRDY** == BIT_RESET);
    

  25.     /* Selct PLL as Sysclk */
    

  26.     RCM_ConfigSYSCLK(RCM_SYSCLK_SEL_PLL);
    

  27.     while (RCM->CFG1_B.SCLKSWSTS != 0x02);
    

  28. }
如果想要在程序运行中切换主频频率，比如将外部晶振72M的配置切换到36M
复制
  1. void SystemClock_HSE_PLL_Init()
    

  2. {
    

  3.         
    

  4.             uint32_t i;
    

  5.     /* Select HSI as System Clock at first */
    

  6.     RCM_ConfigSYSCLK(RCM_SYSCLK_SEL_HSI);
    


  7. 

  8.     /* Disable PLL */
    

  9.     RCM_DisablePLL();
    


  10. 

  11.     /* Wait until Pll is ready */
    

  12.     while (RCM->CTRL1_B.PLLRDY** == SET);
    


  13. 


  14. 

  15.    RCM_ConfigHSE(RCM_HSE_OPEN);
    


  16. 

  17.     for (i = 0; i < HSE_STARTUP_TIMEOUT; i++)
    

  18.     {
    

  19.         if (RCM->CTRL1_B.HSERDY**)
    

  20.         {
    

  21.             break;
    

  22.         }
    

  23.     }
    

  24.                     if (RCM->CTRL1_B.HSERDY**)
    

  25.     {
    

  26.                 FMC_EnablePrefetchBuffer();
    

  27.         
    

  28.                 FMC_SetWS2();
    

  29.         
    

  30.                 RCM_ConfigAHB(RCM_SYSCLK_DIV_1);
    

  31.         
    

  32.                 RCM_ConfigAPB(RCM_HCLK_DIV_1);
    

  33.     /* Config PLL source and multiplication factor
    

  34.         SYSCLKFreq = (HSE * 6) / 4 */
    

  35.     RCM_ConfigPLL(RCM_PLL_SEL_HSE, RCM_PLLMF_9);
    

  36.     RCM_ConfigCLKDIV(RCM_CLK_DIV_2);
    


  37. 

  38.     /* Enable PLL */
    

  39.     RCM_EnablePLL();
    

  40.     while (RCM->CTRL1_B.PLLRDY** == BIT_RESET);
    

  41.     /* Selct PLL as Sysclk */
    

  42.     RCM_ConfigSYSCLK(RCM_SYSCLK_SEL_PLL);
    

  43.     while (RCM->CFG1_B.SCLKSWSTS != 0x02);
    

  44.                 }
    

  45.                 else
    

  46.                 {
    

  47.                 /*可增加HSE启动失败的处理程序*/
    

  48.                 }
    


  49. 

  50. }
如果要知道系统现在的时钟配置是多少，可以参考SDK中的RCB-->RCM_ClockSwitch 例程
复制
  1.     /* Initiatate the usart */
    

  2.     APM_TINY_COMInit(COM1);
    


  3. 

  4.     printf("sysSource = %s ", RCM_SYSCLK_SEL_TAB[RCM_ReadSYSCLKSource()]);
    

  5.     printf("sysClock = %" PRId32 "\r\n", RCM_ReadSYSCLKFreq());
使用串口来打印当前时钟配置，注意这个打印是基于HSE_VALUE与实际相符的情况才是准确的，需要注意核对。
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.     APM_TINY_LEDInit(LED2);
    

  4.     APM_TINY_LEDInit(LED3);
    

  5.     APM_TINY_PBInit(BUTTON_KEY1, BUTTON_MODE_EINT);
    

  6.     APM_TINY_PBInit(BUTTON_KEY2, BUTTON_MODE_EINT);
    

  7.     APM_TINY_COMInit(COM1);
    


  8. 

  9.     ClockOutputInit();
    

  10.     printf("sysSource = %s ", RCM_SYSCLK_SEL_TAB[RCM_ReadSYSCLKSource()]);
    

  11.     printf("sysClock = %" PRId32 "\r\n", RCM_ReadSYSCLKFreq());
    


  12. 

  13.                 SystemClock_HSE_PLL_Init();
    

  14.     for (;;)
    

  15.     {
    

  16.         Delay();
    

  17.         APM_TINY_LEDToggle(LED2);
    

  18.     }
    

  19. }
微信图片_20250625123934.png
这是启动文件不初始化时钟，在main中配置64M主频的测试结果

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21小跑堂 打赏了 50.00 元 2025-06-26
理由：恭喜通过原创审核！期待您更多的原创作品~

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21小跑堂
APM32E030的时钟系统解读，通过时钟树搭配代码，详解单片机的时钟系统。  发表于 2025-6-26 14:08

相关帖子
 楼主| Alden 发表于 2025-6-25 12:42 | 显示全部楼层
@21小跑堂
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观星者宁静 发表于 2025-6-27 09:56 | 显示全部楼层
文章写得还是蛮全的。
要是当时我学习的时候有人这么讲一下，可以节省不少不少的时间呢！
现在我的项目里面已经把system_init.c给删了，自己把这部分实现划到BSP里面了。
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黄昏收获 发表于 2025-6-28 14:31 | 显示全部楼层
还别说，经过楼主这么简单的串讲下来，这时钟树明白多了。
谢谢 楼主
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永恒回声 发表于 2025-6-28 16:19 | 显示全部楼层
楼主，看时钟树里面有systick的8分频，楼主这个要怎么配置啊？
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HeartbeatEcho 发表于 2025-6-29 16:09 | 显示全部楼层
我一直使用官方的时钟初始化的代码，也没有自己修改过。
确实是一上电就跑到最大主频。
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ZenithSeeker 发表于 2025-6-29 16:11 | 显示全部楼层
arm内核的应该都是这个样子的启动顺序吧
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zcyxh12345 发表于 2025-7-4 10:53 | 显示全部楼层
好像跟STM32F030不兼容，能兼容就更好了
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 楼主| Alden 发表于 2025-7-4 10:57 | 显示全部楼层
zcyxh12345 发表于 2025-7-4 10:53
好像跟STM32F030不兼容，能兼容就更好了

是兼容的哦
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真的问题不大 发表于 2025-7-4 10:59 | 显示全部楼层
zcyxh12345 发表于 2025-7-4 10:53
好像跟STM32F030不兼容，能兼容就更好了

可以的吧，而且他们家我记得也有F030的系列，跟st完全兼容
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