STM32F407时钟树与系统时钟学习笔记

STM32F4xx时钟树

STM32F407时钟树

1、 时钟树简介

从图中可以看出STM32有四个时钟源和锁相环倍频输出时钟：分别是：
1、HSE：高速外部时钟
高速外部时钟信号 (HSE) 有 2 个时钟源：(1) HSE 外部晶振/陶瓷谐振器、(2)HSE 外部用户时钟
2、HSI：高速内部时钟
HSI 时钟信号由内部 16 MHz RC 振荡器生成，可直接用作系统时钟，或者用作 PLL 输入。
3、LSE：低速外部时钟
LSE 晶振是 32.768 kHz 低速外部 (LSE) 晶振或陶瓷谐振器，可作为实时时钟外设 (RTC) 的时钟源来提供时钟/日历或其它定时功能，具有功耗低且精度高的优点。
4、LSI：低速内部时钟
LSI RC 可作为低功耗时钟源在停机和待机模式下保持运行，供独立看门狗 (IWDG) 和自动唤醒单元 (AWU) 使用。时钟频率在 32 kHz 左右。有关详细信息，请参见数据手册的电气特性部分。
5、PLL：倍频输出时钟
（1）主 PLL(PLL)由 HSE 或者 HSI 提供时钟信号（通过选择器），并具有两个不同的输出时钟。主PLL时钟计算方式：PLL=8MHz * N/ (MP)=8MHz 336 /(8*2) = 168MHz （就是分频和倍频：外部晶振选择 8MHz M=8，倍频器倍频系数 N=336，分频器分频系数 P=2 ）第一个输出 PLLP 用于生成高速的系统时钟（最高 168MHz）第二个输出 PLLQ 用于生成 USB OTG FS 的时钟（48MHz），随机数发生器的时钟和 SDIO时钟
（2）专用 PLL(PLLI2S)用于生成精确时钟，从而在 I2S 接口实现高品质音频性能

从图上还可以看出STM32F407还具有向外输出时钟的两个口分别是：STM32时钟信号输出MCO1（PA8）和MCO2 (PC9)

1、MCO1用户可通过可配置的预分配器（从 1 到 5）向 MCO1 引脚 (PA8) 输出四个不同的时钟源：
HSI 时钟、LSE 时钟、HSE 时钟、PLL 时钟
所需的时钟源通过 RCC 时钟配置寄存器 (RCC_CFGR) 中的 MCO1PRE[2:0] 和 MCO1[1:0]位选择。
2、MCO2用户可通过可配置的预分配器（从 1 到 5）向 MCO2 引脚 (PC9) 输出四个不同的时钟源：
HSE 时钟、PLL 时钟、系统时钟 (SYSCLK)、PLLI2S 时钟
所需的时钟源通过 RCC 时钟配置寄存器 (RCC_CFGR) 中的 MCO2PRE[2:0] 和 MCO2位选择。
对于不同的 MCO 引脚，必须将相应的 GPIO 端口在复用功能模式下进行设置。MCO 输出时钟不得超过 100 MHz（最大 I/O 速度）

2、 时钟配置：

1、对于HSI、HSE、PLL等时钟源配置，没有专门的固件库函数，可以通过SystemInit函数来操作配置。该函数具体实现过程如下（也可以根据寄存器自己操作）：
（1）、系统复位之后，先调用SystemInit函数，该函数的作用是初始化系统时钟，设置PLL等
（2）、打开HSE，等待其稳定，
（3）、设置AHB、APBx、等分频系数
（4）、设置HSE为主PLL时钟源，并且配置主PLL里面的分频和倍频参数，然后产生PLLCLK并将其使能，并选择系统时钟（SYSCLC）为PLLCLK

2、初始化之后的状态
SYSCLK（系统时钟） =168MHZ
AHB总线时钟（HCLK=SYSCLK）=168MHZ
APB1总线时钟（PCLK1=SYSCLK/4）=42MHZ
APB2总线时钟（PCLK2=SYSCLK/2）=84MHZ
PLL主时钟 =168MHZ
初始化之后可以通过变量SystemCoreClock获取系统变量，如果SYSCLK=168MHZ,那么变量等于168000000
系统复位后先调用的是SystemInit函数，其次是main函数，这一点在启动文件里面写了。

3、SysTick（系统定时器）的使用方法

简介：该定时器寄存器，24位，只能递减，该寄存器存在于内核，嵌套在NVIC中，所有的Cortex-M内核单片机都具有该定时器。SysTick_Config(uint32_t ticks)初始化函数位于Core_cm4.h中，计数器每计数一次的时间为 1/SYSCLK，一般我们设置
系统时钟 SYSCLK 等于 168M。
调用Systick定时器，只需要调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数，向函数中写入初始值，如果时钟源选择的是AHB=168MHZ，那么，每递减一次的时间就是1/168M，需要多少时间就设多大初始值。当递减到零时会产生异常请求（中断）具体代码应用如下：

__IO u32 TimingDelay;//防止编译器优化的变量

void SysTick_Init(void)
{
	if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000))//设置初始值为168 000 000/1000=168 000=1ms
	{
		while(1);
	}
}

//ms延时程序

void Delay_ms(__IO u32 nTime)
{
	
	TimingDelay = nTime;
		while(TimingDelay != 0);
	
}

//中断服务函数调用该函数，每进一次中断，数值减一，每一毫秒进一次中断。
void TimingDelay_Decrement(void)
{
	if (TimingDelay != 0x00)
	{ 
		TimingDelay--;
	}
}

调用一个  Delay_ms(1000);  函数，延时时间为1000*1ms。TimingDelay的初始值被设为1000，随着定时器数值每次递减，进入中断使得TimingDelay递减，当TimingDelay递减到0时，延时函数才会被释放。执行下一步。