主要参考正点原子数据手册和源码资料等。
第19讲 STM32时钟系统精讲_哔哩哔哩_bilibili
此处记录较为重要或者较易出错的一些遗漏之处,作为补充。
一般而言,时钟越高,速度越快,但同时抗干扰能力也越差,功耗也越高,需要根据实际情况来选择合适的时钟频率。
任何一个外设在使用前,都必须先使能其时钟。
这一部分的时钟是用来给USB、OTG、FS、随机数发生器、SDIO这些外设使用的。
重要寄存器
固件库中,对寄存器的定义都在文件 stm32f4xx.h中,这个文件接近1万行。
比如,对时钟相关寄存器的结构体封装。
这里面涉及到的寄存器有复位和时钟相关的,而且,包含F4系列所有的寄存器,我们这里用的是407,所以并不会全部用到。
我们常用的有:
6.3.1 RCC 时钟控制寄存器 (RCC_CR)—主要是用于使能时钟源的,一般是使能某个时钟源,然后等待就绪。比如:
6.3.2 RCC PLL 配置寄存器 (RCC_PLLCFGR)—是用来配置时钟里的两个PLL的
6.3.3 RCC 时钟配置寄存器 (RCC_CFGR)—主要是用来配置分频系数和选择时钟源的(注意区分使能时钟源,要先选择,然后使能,然后等待)。
接下来5个都是使能特定外设的,可自行查看参考手册。
6.3.12 RCC AHB1 外设时钟使能寄存器 (RCC_AHB1ENR)
6.3.13 RCC AHB2 外设时钟使能寄存器 (RCC_AHB2ENR)
6.3.14 RCC AHB3 外设时钟使能寄存器 (RCC_AHB3ENR)
6.3.15 用于 STM32F405xx/07xx 和 STM32F415xx/17xx 的 RCC APB1 外设时钟使能寄存器 (RCC_APB1ENR)
6.3.17 用于 STM32F405xx/07xx 和 STM32F415xx/17xx 的 RCC APB2 外设时钟使能寄存器 (RCC_APB2ENR)
相关库函数
其实还有一些外设使能函数,具体可自行查看库文件。
另外有个关键的地方。
实际开发中,很少会用到这部分的函数。因为固件库提供的系统初始化函数里,就可以完成时钟部分的配置。
时钟配置之SystemInit函数
注意:该函数是库函数提供的,如果没有使用库函数,是没有的。
先看启动代码,文件:startup_stm32f4xx.s
可以看出,在进入main函数之前,系统调用了SystemInit函数。
SystemInit函数在system_stm32f4xx.c中,函数定义如下
void SystemInit(void) { /* FPU settings ------------------------------------------------------------*/ #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1) SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */ #endif /* Reset the RCC clock configuration to the default reset state ------------*/ /* Set HSION bit */ RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; /* Reset CFGR register */ RCC->CFGR = 0x00000000; /* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */ RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF; /* Reset PLLCFGR register */ RCC->PLLCFGR = 0x24003010; /* Reset HSEBYP bit */ RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF; /* Disable all interrupts */ RCC->CIR = 0x00000000; #if defined (DATA_IN_ExtSRAM) || defined (DATA_IN_ExtSDRAM) SystemInit_ExtMemCtl(); #endif /* DATA_IN_ExtSRAM || DATA_IN_ExtSDRAM */ /* Configure the System clock source, PLL Multiplier and Divider factors, AHB/APBx prescalers and Flash settings ----------------------------------*/ SetSysClock(); /* Configure the Vector Table location add offset address ------------------*/ #ifdef VECT_TAB_SRAM SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */ #else SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */ #endif }
一开始,对时钟进行了一些初始化,比如先打开HSI,关闭一些功能位,具体可对照寄存器理解其含义。
之后,就会到达一个时钟配置的核心函数SetSysClock(),也在文件system_stm32f4xx.c中
在SetSysClock函数中,配置了系统时钟,PLL倍频以及分频系数。
static void SetSysClock(void) { /******************************************************************************/ /* PLL (clocked by HSE) used as System clock source */ /******************************************************************************/ __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0; /* Enable HSE */ RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); /* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */ do { HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; StartUpCounter++; } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT)); if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET) { HSEStatus = (uint32_t)0x01; } else { HSEStatus = (uint32_t)0x00; } if (HSEStatus == (uint32_t)0x01) { /* Select regulator voltage output Scale 1 mode, System frequency up to 168 MHz */ RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN; PWR->CR |= PWR_CR_VOS; /* HCLK = SYSCLK / 1*/ RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; /* PCLK2 = HCLK / 2*/ RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2; /* PCLK1 = HCLK / 4*/ RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4; /* Configure the main PLL */ RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) | (RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24); 点击打开链接 /* Enable the main PLL */ RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; /* Wait till the main PLL is ready */ while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) { } /* Configure Flash prefetch, Instruction cache, Data cache and wait state */ FLASH->ACR = FLASH_ACR_ICEN |FLASH_ACR_DCEN |FLASH_ACR_LATENCY_5WS; /* Select the main PLL as system clock source */ RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW)); RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL; /* Wait till the main PLL is used as system clock source */ while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS ) != RCC_CFGR_SWS_PLL); { } } else { /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock configuration. User can add here some code to deal with this error */ } }
先打开HSE,并等待HSE稳定。
稳定之后,开始设置AHB/APB1/APB2各自的分频系数。
接着配置PLL的参数,选择HSE作为其时钟源,并根据M N P三个的值来计算PLL的输出时钟。而M N P这三个值都在文件中有对应宏定义:
/************************* PLL Parameters *************************************/ #if defined (STM32F40_41xxx) || defined (STM32F427_437xx) || defined (STM32F429_439xx) || defined (STM32F401xx) /* PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N */ #define PLL_M 8 #else /* STM32F411xE */ #if defined (USE_HSE_BYPASS) #define PLL_M 8 #else /* STM32F411xE */ #define PLL_M 16 #endif /* USE_HSE_BYPASS */ #endif /* STM32F40_41xxx || STM32F427_437xx || STM32F429_439xx || STM32F401xx */ /* USB OTG FS, SDIO and RNG Clock = PLL_VCO / PLLQ */ #define PLL_Q 7 #if defined (STM32F40_41xxx) #define PLL_N 336 /* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */ #define PLL_P 2 //2 //2---168M 4---84M #endif /* STM32F40_41xxx */ #if defined (STM32F427_437xx) || defined (STM32F429_439xx) #define PLL_N 360 /* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */ #define PLL_P 2 #endif /* STM32F427_437x || STM32F429_439xx */ #if defined (STM32F401xx) #define PLL_N 336 /* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */ #define PLL_P 4 #endif /* STM32F401xx */ #if defined (STM32F411xE) #define PLL_N 400 /* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */ #define PLL_P 4 #endif /* STM32F411xx */ /******************************************************************************/
根据公式,可以算出PLL输出时钟为:8/8*336/2=128MHz
接着,选择PLL作为系统时钟源。
至此,时钟已经配置完毕。
注意事项: