STM32MP135裸机编程：配置RCC，修改主频到1GHz

news2024/11/28 17:48:30

0 工具准备

STM32CubeMX v6.11.1
STM32CubeIDE v1.15
STM32CubeProgrammer v2.16.0
STM32MP13xx参考手册
STM32MP13勘误手册
STM32MP135AD数据手册
正点原子stm32MP135开发板

1 确认时钟源

本例使用的时钟源均由外部晶振提供，分别是24MHz的HSE、32.768KHz的LSE。原理图如下：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
STM32MP135AD数据手册对HSE、LSE的描述如下：
LSE：
在这里插入图片描述
HSE：
在这里插入图片描述

2 使用STM32CubeMX生成RCC初始化代码

2.1 使能HSE、LSE

在这里插入图片描述

2.2 修改RCC时钟树

本例以HSE倍频后的PLL1P作为MPU的主频为999MHz，如果使用HSI的话可以设置到正好1GHz。为了保证时钟源的精度，这里牺牲1MHz频率选择HSE。
在这里插入图片描述
按照上图指示完成步骤1、2，然后在3框内输入999即可自动得出合适的配置。
其余的时钟我们暂时没用到，配置如下：
在这里插入图片描述

2.3 生成初始化代码

在这里插入图片描述
在方框内输入工程名，然后点击生成代码即可。

3 修改STM32CubeMX生成的RCC初始化代码

3.1 初始化前去初始化RCC

STM32CubeMX生成的RCC初始化代码并不能直接使用，参考官方初始化RCC操作，我们需要在初始化RCC前去初始化RCC，也就是在RCC初始化前加上HAL_RCC_DeInit()。最后还要为MPU各总线选择时钟源及分频系数。完整代码如下：

void SystemClock_Config(void)
{
#if !defined(USE_DDR)
    HAL_RCC_DeInit();
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStructure;

    /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
     * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
     */
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI | RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
    RCC_OscInitStruct.HSIDivValue = RCC_HSI_DIV1;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLL12SOURCE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 83;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 1;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACV = 2048;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMODE = RCC_PLL_FRACTIONAL;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLSource = RCC_PLL12SOURCE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLM = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLN = 62;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLP = 3;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLQ = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLR = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLFRACV = 4096;
    RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLMODE = RCC_PLL_FRACTIONAL;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLSource = RCC_PLL3SOURCE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLM = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLN = 50;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLP = 3;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLQ = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLR = 2;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLRGE = RCC_PLL3IFRANGE_1;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLFRACV = 0;
    RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLMODE = RCC_PLL_INTEGER;
    RCC_OscInitStruct.PLL4.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    /* Select PLLx as MPU, AXI and MCU clock sources */
    RCC_ClkInitStructure.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_MPU | RCC_CLOCKTYPE_ACLK |
                                      RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK4 |
                                      RCC_CLOCKTYPE_PCLK5 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 |
                                      RCC_CLOCKTYPE_PCLK6 |
                                      RCC_CLOCKTYPE_PCLK2 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK3);

    RCC_ClkInitStructure.MPUInit.MPU_Clock = RCC_MPUSOURCE_PLL1;
    RCC_ClkInitStructure.MPUInit.MPU_Div = RCC_MPU_DIV2;
    RCC_ClkInitStructure.AXISSInit.AXI_Clock = RCC_AXISSOURCE_PLL2;
    RCC_ClkInitStructure.AXISSInit.AXI_Div = RCC_AXI_DIV1;
    RCC_ClkInitStructure.MLAHBInit.MLAHB_Clock = RCC_MLAHBSSOURCE_PLL3;
    RCC_ClkInitStructure.MLAHBInit.MLAHB_Div = RCC_MLAHB_DIV1;
    RCC_ClkInitStructure.APB1_Div = RCC_APB1_DIV2;
    RCC_ClkInitStructure.APB2_Div = RCC_APB2_DIV2;
    RCC_ClkInitStructure.APB3_Div = RCC_APB3_DIV2;
    RCC_ClkInitStructure.APB4_Div = RCC_APB4_DIV2;
    RCC_ClkInitStructure.APB5_Div = RCC_APB5_DIV4;
    RCC_ClkInitStructure.APB6_Div = RCC_APB6_DIV2;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure) != HAL_OK)
    {
        /* HAL RCC configuration error */
        Error_Handler();
    }
#endif
}

这里有个USE_DDR的宏定义，如果用户程序是在DDR中运行的，则不能再初始化时钟避免DDR异常。

3.2 添加一个LED闪烁观察是否初始化成功

RCC初始化如果异常则会进入Error_Handler函数，这是一个死循环：

void Error_Handler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
    /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
    __disable_irq();
    while (1)
    {
    }
    /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

本例在RCC初始化后加上一个LED闪烁死循环，如果LED能够闪烁起来则说明RCC初始化成功。相关代码如下：

static void MX_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */
    /* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

    

/* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOI, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);

    /*Configure GPIO pin : PI3 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_3;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOI, &GPIO_InitStruct);

    /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */
    /* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */

}

3.3 添加总线时钟频率打印语句查看总线时钟频率是否设置正确

相关代码如下：

imx_printf("CPU Name     : stm32MP135DAE7\r\n");
        imx_printf("ACLK Freq    : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetACLKFreq() / 1000000, HAL_RCC_GetACLKFreq() % 1000000);
        imx_printf("HCLK5 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetHCLK5Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetHCLK5Freq() % 1000000);
        imx_printf("HCLK6 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetHCLK6Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetHCLK6Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK4 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK4Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK4Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK5 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK5Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK5Freq() % 1000000);
        imx_printf("MPUSS Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetMPUSSFreq() / 1000000, HAL_RCC_GetMPUSSFreq() % 1000000);
        imx_printf("MLAHB Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetMLAHBFreq() / 1000000, HAL_RCC_GetMLAHBFreq() % 1000000);
        imx_printf("HCLK Freq    : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetHCLK1Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetHCLK1Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK1 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK1Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK1Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK2 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK2Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK2Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK3 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK3Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK3Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK6 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK6Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK6Freq() % 1000000);

主函数完整代码如下：

/**
 * @brief  The application entry point.
 * @retval int
 */
int main(void)
{

    /* USER CODE BEGIN 1 */

    /* USER CODE END 1 */

    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    HAL_Init();

    /* USER CODE BEGIN Init */

    /* USER CODE END Init */

    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();

    /* USER CODE BEGIN SysInit */

    /* USER CODE END SysInit */

    /* Initialize all configured peripherals */
    MX_GPIO_Init();
    MX_UART4_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */


    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
        HAL_Delay(5000);
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOI, GPIO_PIN_3);
        imx_printf("CPU Name     : stm32MP135DAE7\r\n");
        imx_printf("ACLK Freq    : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetACLKFreq() / 1000000, HAL_RCC_GetACLKFreq() % 1000000);
        imx_printf("HCLK5 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetHCLK5Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetHCLK5Freq() % 1000000);
        imx_printf("HCLK6 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetHCLK6Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetHCLK6Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK4 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK4Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK4Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK5 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK5Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK5Freq() % 1000000);
        imx_printf("MPUSS Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetMPUSSFreq() / 1000000, HAL_RCC_GetMPUSSFreq() % 1000000);
        imx_printf("MLAHB Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetMLAHBFreq() / 1000000, HAL_RCC_GetMLAHBFreq() % 1000000);
        imx_printf("HCLK Freq    : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetHCLK1Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetHCLK1Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK1 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK1Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK1Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK2 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK2Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK2Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK3 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK3Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK3Freq() % 1000000);
        imx_printf("PCLK6 Freq   : %lu.%lu MHz\r\n", HAL_RCC_GetPCLK6Freq() / 1000000, HAL_RCC_GetPCLK6Freq() % 1000000);

        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
    }
    /* USER CODE END 3 */
}

4 烧录测试

这里有一个小技巧，如果我们的程序是在SYSRAM中运行的，不需要使用调试工具，直接将板子设置为USB/UART启动，然后将我们的用户程序直接烧写到SYSRAM中即可看到实验现象。下图就是本例使用的烧录配置：
在这里插入图片描述
只需要下载用户程序（记得加上stm32头标识）即可。
实验现象：
可以看到LED灯闪烁了起来，说明我们已经将主频设置成功，完成了RCC初始化。打印的总线时钟频率如下：
在这里插入图片描述

以上总线频率和我们在stm32CubeMX内设置的一样。详见以下图片：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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