stm32f103——时钟树的分析与配置（转载记录）

只看该作者 · 2023-1-31 12:19

什么是系统时钟?它的作用是什么？

实际上，系统时钟就是机器周期（注意：是系统时钟的频率而不是外部晶振的频率），系统时钟为72Mhz ，那么 T = 1/f = 13ns（由1/1M=1us计算可知）。假设执行一条指令需要花费一个机器周期，那么执行一条指令就需要花费13ns的时间。

只看该作者 · 2023-1-31 12:20

系统时钟的另外的作用就是配置各个外设的时钟。由图可知，外设的时钟都是来源于系统时钟。但是，有两个外设的时钟不是来源于系统时钟SYSCLK。即：看门狗和RTC(实时时钟)，它俩的时钟来源是来自LSE和LSI。

为什么要单独提供一个外部时钟给RTC？因为，有些场合需要关机后还能计时，那就需要这个RTC来计时。

只看该作者 · 2023-1-31 12:21

其他重要部件：

只看该作者 · 2023-1-31 15:46

PLL（锁相环时钟）：

倍频器。其作用就是将输入的时钟频率乘以倍频系数进行倍频。由CFGR(时钟配置寄存器)中PLLMUL控制。

只看该作者 · 2023-1-31 16:05

来源路径：（三条路径）

HSI （8Mhz）------> HSI/2 (分频器) （4Mhz）------> PLLSRC(二选一选择器)  ------>  PLL

HSE ------> PLLXTPRE(二选一选择器) ------>  PLLSRC(二选一选择器)  ------>  PLL

HSE（8Mhz） ------> HSE/2 (分频器)（4Mhz） ------> PLLXTPRE(二选一选择器) ------>  PLLSRC(二选一选择器)  ------>  PLL

所以，PLL的输入来源，来自HSI或者HSE。

只看该作者 · 2023-1-31 16:06

一般我们配置系统时钟为72Mhz，所以选择：8 * 9 = 72Mhz。注意：由上图知，系统时钟最大为72Mhz。

只看该作者 · 2023-1-31 16:07

CSS为时钟安全检测标志，因为系统时钟最大为72Mhz，如果我们配置的频率超过72Mhz，那么CSS就会置位，提醒我们时钟已经不安全了。

只看该作者 · 2023-1-31 16:11

.三选一选择器、AHB总线、APB总线：

图中SW是三选一选择器，在HSI、PLLCLK、HSE三个中选择其中一个作为系统时钟SYSCLK的频率。

只看该作者 · 2023-1-31 16:18

AHB Prescaler 是AHB预分频器，即：将输入的频率除以分配系数进行分频。预分频器和分频器不同，分频器的分频系数是固定的，而预分频器的分频系数可以设置。其输出的频率是提供给AHB总线使用的。

只看该作者 · 2023-1-31 16:19

APB1 Prescaler 是APB1 预分频器。其输出的频率是提供给APB1总线使用的。

上图是单片机内部的总线架构。

只看该作者 · 2023-1-31 16:22

AHB总线是高级高性能总线，其主要用于高性能模块之间的连接。（还有的单片机内部AHB还分为AHB1和AHB2，它俩各自连接不同的外设。）总体而言AHB的速度比APB的速度要高。

APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，由图中，我们可以看到APB分为APB1和APB2，它们分别连接着不同的外设。但是，注意：APB1总线的最大速度为36Mhz，而APB2总线的最大速度为72Mhz，所以，APB2总线实际上是高速总线，而APB1总线为低速总线。

只看该作者 · 2023-1-31 16:23

不同的总线把不同的外设区分开来，可以实现对CPU的最高利用，比如CPU和RAM之间的交互，就需要高速访问。而CPU于定时器等低速设备就不需要那么快的速度，而且速度越快，功耗就越高，所以需要对速度进行区分开来，为了节省功耗。

只看该作者 · 2023-1-31 16:24

3.USB预分频器：

USB Prescaler是USB预分频器，其将PLLCLK的时钟来源进行分频，注意：图中显示，USB最大传输时钟为48Mhz，如果配置时钟失败，则USB传输数据就会错误。

只看该作者 · 2023-1-31 16:27

定时器：

定时器的倍频器有一些不同，它的倍频有条件。

只看该作者 · 2023-1-31 16:27

条件如下：

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if(APB1 Prescaler = 1)  





        x1





else 





        x2

如果APB1预分频器的分频系数为1，那么定时器倍频器的倍频系数就为1。如果APB1预分频器的分频系数不为1，那么定时器倍频器的倍频系数就为2。

只看该作者 · 2023-1-31 16:29

所以，假设AHB的频率为72Mhz，那么定时器的最大频率为72Mhz。因为，APB1最大频率为36Mhz，所以，APB1的分频系数

为2 而不为1。所以定时器的倍频系数就是x2，所以36 * 2 = 72Mhz。

面试题：定时器2、3、4、5、6、7的频率最大是多少hz？答案是:72Mhz

只看该作者 · 2023-1-31 16:30

4.ADC：

ADC模数转换，其频率最大为14Mhz，所以假设APB2的频率为72Mhz，那么72 / 6 = 12Mhz < 14Mhz

只看该作者 · 2023-1-31 16:31

只看该作者 · 2023-1-31 16:31

时钟树的配置

步骤：

RCC配置到72MHZ，编程步骤：

      1，打开HSE

      2，等待外部高速时钟稳定且就绪

      3，设置PLL时钟源和倍频系数

      4，使能PLL

      5，等待PLL准备就绪

      6，设置AHB预分频器

      7，设置APB1预分频器

      8，设置APB2预分频器

      9，设置系统时钟

   10，查看系统时钟是否设置正确

只看该作者 · 2023-1-31 16:32

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代码：





void RCC_ConfigTo72M(void)



{



    //  1，打开HSE  



    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);





    // 2，等待外部高速时钟稳定且就绪



   while(SUCCESS!=RCC_WaitForHSEStartUp());





    // 3，设置PLL时钟源和倍频系数   



    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);





    // 4，使能PLL 



    RCC_PLLCmd(ENABLE);





    // 5，等待PLL准备就绪



    while(SET!=RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY));





    // 6，设置AHB预分频器



    RCC_HCLKConfig( RCC_SYSCLK_Div1);





    // 7，设置APB1预分频器



    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);





    // 8，设置APB2预分频器



    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);





    // 9，设置系统时钟



    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);





    // 10，查看系统时钟是否设置正确



    while(0x08!=RCC_GetSYSCLKSource());



}