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白话文讲解STM32时钟树

蔡琰 发布于 2021-10-12 11:12
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时钟就像是单片机的“心脏”,单片机正常工作离不开时钟的支持,下图是我们单片机的时钟树 ,它反映了单片机的时钟关系我们来详细描述一下时钟树的工作原理。
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    寄存器上电后有一个复位值,大家看我画红线的这个,这个是单片机上电默认使用时钟的配置线路默认使用的是内部默认的8M  RC振荡器有两条路可以选我们先看上面红色的第一条,到多路选择SW的时候,我们可以通过配置寄存器中的SW来决定HSI/PLLCLK/HSE哪一个输入信号从多路选择器通过,在默认的状态下SW选择的是HSI8M从多路选择器通过。


    通过了SW这个选择开关后,第一个是SYSCLK 一路朝上可以供I2C1选择时钟另外一个就是继续向后,通过AHB 这个方框,在这里我们可以配置寄存器选择这个8M是否分频默认是不分频 也就是经过这个方框后出来往后的还是8M,如果这里配置为2分频,方框出来后就是 4M 经过AHB分频出来后还是8M 这个8M 提供给了很多路大家可以从上面的图中看出来,那么继续向后是 APB 分频
    这里分了两个箭头指向,一个是朝上的给AHB总线 内核Memory  DMA内核定时器FCLK从这里我们可以看到 内核是8M时钟这个频率决定了单片机指令的执行时间,频率越小,指令执行速度越慢一路是向后给了APB分频器,这里可以配置你想要的分频系数,如果这里还是不分频出来的PCLK 还依然是8M,那么PCLK又给了 APB外设 还给了定时器、串口等外设。


通过这个关系,我们可以清楚的知道,每个外设的工作频率,那可能就会有人问了,这有什么用呢?每个外设都需要时钟来提供振荡源来帮助完成工作,举个例子讲,比如说串口配置一个波特率,那么波特率(通信速率,表示每秒钟传送的数据的位数,即bit/s)是如何来配置呢,就是根据这个时钟频率来配置的,知道了时钟频率,厂家有一个计算公式,就能很容易的算出某一个波特率对应的寄存器值是多少。

默认的我们知道了,M0支持最大48M内部RC振荡器只有8M,这个咋整呢?不要慌,我们继续往下看。


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既然HSI直接给SW多路选择器,不能到48M,那我不直接给通过SW了行不行,请看图中箭头处,HSI绕一下从 PLLSRC 多路选择器通过那么PLLSRC多路选择器也有两个选择可以通过寄存器配置,假设配置寄存器选择 HSI作为输入多路选择器输出后经过PREDIV分频器,假设 PREDIV 我们配置不分频这个分频器出来输入到PLL模块的时候还是8M


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PLL模块起到 一个倍频的作用,大家可以看到方框里面是乘2 3...,如果这个时候我们配置寄存器设置PLLMUL6,那么出来的PLLCLK 48M,那么这个时候 SW多路开关选择 PLLCLK作为输入,后面出来的时钟就是48M了,再往后面就跟上面讲的情况一样了,可以自由去配置分频


使用内部RC振荡器我们理解了,但是内部的振荡器往往会因为,精度低,受温度影响比较大等情况,不会被选择,这个时候工程师们就会选择使用外部晶振,外部晶振也是一样的配置方式,大家是否能根据上面讲的思路,配置出来呢?


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