【技术分享】什么？APM32F411的MCO还能这样用

只看该作者 · 2023-12-21 14:35

#申请原创# @21小跑堂
1 什么是MCO？

正式开始前先简单说一下啥是MCO（可能大家一头雾水），MCO：Main clock output，即主时钟输出功能。它在APM32F411上可以输出内部时钟、外部时钟、PLL时钟、或者主时钟的时钟信号输出到指定的引脚上。

2 MOC能用来干什么？

既然是输出主时钟，那MCO一般能用来做什么呢？

在我看来MCO一般可以用于以下方面：

1. 时钟监测：通过将系统时钟（SYSCLK）输出到MCO引脚，您可以监测和测量系统时钟的频率。这对于调试和验证系统时钟的正确性和稳定性非常有用。
2. 外部时钟源供应：MCO功能可以用于将时钟源（如PLL时钟或外部高速时钟）输出到MCO引脚，以供外部电路使用。这对于需要外部设备或外部模块的时钟信号的应用非常有用。

2.1 时钟检测

这个功能很好理解。

假设我们现在设置的系统时钟是60MHz，那我们怎么去确定确实是60MHz呢？是的，MCO提供了这个检查窗口，我们可以将系统时钟直接（或分频）输出出来，打上示波器，我们就可以看到是否有所异常啦。

还有另外的一些情况，极端的时候我们使用串口或其他对输入时钟敏感的外设（大部分是通信外设），串口时不时会通信异常，会出现一些杂波？这个时候我们去检查软件，发现并没有什么异常，那我们此时设置MCO输出时钟，可以监控时钟是否在某些时候会有所异常，从而导致串口的通信波形变形。

专业点来描述就是：通过监测系统时钟的频率，可以验证系统时钟是否符合我们预期的要求，并检查任何时钟漂移、抖动或其他问题。如果监测到时钟频率与预期不符，可以进一步评估和调整系统的时钟源和相关配置，以确保系统的时钟稳定性和准确性。

2.2 外部时钟源供应

这个功能也十分简单。

假设我们的板子上需要外接一个传感器或者通信设备，它需要提供一个外部时钟才能正常工作，按正常来说我们是硬件给它一个晶振，但现在我们选项的APM32F411有MCO功能了，诶就可以省掉这个晶振咯（省点成本，量大就是几百万O(∩_∩)O）。

3 APM32F411的MCO

3.1 MCO时钟树

通过查阅APM32F411的手册，我们可以看到其MCO的时钟树：

MCO功能可以输出不同类型的时钟信号，包括：

- 系统时钟（SYSCLK）：即微控制器的主时钟，通常来自内部RC振荡器、外部晶体振荡器或外部时钟源。
- HSI时钟：即内部高速RC振荡器的时钟信号。
- HSE时钟：即外部高速晶体振荡器的时钟信号。
- PLL1时钟：即锁相环的输出时钟信号，可以通过配置PLL的输入源和分频系数来获得所需的时钟频率。
- PLL2时钟：即音频接口（I2S）的使用的内部时钟。

3.2 MCO引脚

其用户手册6.3.7章节指明，其MCO引脚有两，一个是MCO1（PA8）、一个是 MCO2（PC9）。

3.3 MCO寄存器

控制MCO输出的主要寄存器在RCM_CFG章节，控制这MCO输出的时钟及其相关的分配。

3.4 MCO配置代码

配置APM32F411的MCO输出（使用PA8做输出）可以参考如下步骤：

1. 启用GPIOA时钟，以便可以配置PA8引脚。
2. 配置MCO输出引脚的驱动能力。
3. 配置PA8引脚为复用功能：MCO。
4. 配置MCO时钟源和分频系数。

基本的参考代码如下：

复制

/* Enable GPIOA Periph Clock */

RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOA);



/* GPIOA initialization */

GPIO_ConfigStructInit(&GPIO_ConfigStruct);

GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_8;

GPIO_ConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF;

GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_100MHz;

GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);

GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_8, GPIO_AF_MCO);



RCM_ConfigMCO1(RCM_MCO1_SEL_PLLCLK,RCM_MCO1_DIV_5);

4 使用MCO注意事项

1. 由于GPIO的频率受限，我的建议是输出的MCO频率不要过高，以防输出波形变形。
2. 在做“外部时钟源供应”这个使用场景需要考虑模块使用的频率范围，若模块使用的频率跟APM32F411的MCO输出频率无法对应上，建议不要使用MCO输出给模块进行时钟源供应。

5 APM32F411 的MCO输出情况

下图分别是APM32F411MCO 输出20MHz、33.33MHz、50MHz、100MHz的情况。

具体代码可参考极海官方提供的：APM32F4xx_SDK_V1.4\Examples\RCM\RCM_ClockConfig。

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