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STM32之時鐘頻率和定時器時鐘講解

作者: 時間:2016-11-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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本學(xué)習(xí)筆記基于STM32固件庫V3.0
使用芯片型號:STM32F103
開發(fā)環(huán)境:MDK
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本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201611/316490.htm

第一課 時鐘頻率

STM32F103內(nèi)部8M的內(nèi)部震蕩,經(jīng)過倍頻后最高可以達到72M。目前TI的M3系列芯片最高頻率可以達到80M。

在stm32固件庫3.0中對時鐘頻率的選擇進行了大大的簡化,原先的一大堆操作都在后臺進行。系統(tǒng)給出的函數(shù)為SystemInit()。但在調(diào)用前還需要進行一些宏定義的設(shè)置,具體的設(shè)置在system_stm32f10x.c文件中。

文件開頭就有一個這樣的定義:
//#define SYSCLK_FREQ_HSEHSE_Value
//#define SYSCLK_FREQ_20MHz 20000000
//#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000
//#define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000
//#define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

ST 官方推薦的外接晶振是 8M,所以庫函數(shù)的設(shè)置都是假定你的硬件已經(jīng)接了 8M 晶振來運算的.以上東西就是默認晶振 8M 的時候,推薦的 CPU 頻率選擇.在這里選擇了:
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
也就是103系列能跑到的最大值72M

然后這個 C文件繼續(xù)往下看
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
const uint32_t SystemFrequency= SYSCLK_FREQ_72MHz;
const uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);
const uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;

這就是在定義了CPU跑72M的時候,各個系統(tǒng)的速度了.他們分別是:硬件頻率,系統(tǒng)時鐘,AHB總線頻率,APB1總線頻率,APB2總線頻率.再往下看,看到這個了:
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
static void SetSysClockTo72(void);

這就是定義 72M 的時候,設(shè)置時鐘的函數(shù).這個函數(shù)被 SetSysClock ()函數(shù)調(diào)用,而
SetSysClock ()函數(shù)則是被 SystemInit()函數(shù)調(diào)用.最后 SystemInit()函數(shù),就是被你調(diào)用的了

所以設(shè)置系統(tǒng)時鐘的流程就是:
首先用戶程序調(diào)用 SystemInit()函數(shù),這是一個庫函數(shù),然后 SystemInit()函數(shù)里面,進行了一些寄存器必要的初始化后,就調(diào)用 SetSysClock()函數(shù). SetSysClock()函數(shù)根據(jù)那個#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的宏定義,知道了要調(diào)用SetSysClockTo72()這個函數(shù),于是,就一堆麻煩而復(fù)雜的設(shè)置~!@#$%^然后,CPU跑起來了,而且速度是 72M. 雖然說的有點累贅,但大家只需要知道,用戶要設(shè)置頻率,程序中就做的就兩個事情:
第一個: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
第二個:調(diào)用SystemInit()

STM32中定時器的時鐘源

STM32中有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅(qū)動,它們的時鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產(chǎn)生。

下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關(guān)定時器時鐘部分的截圖:

從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。
下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預(yù)分頻系數(shù)為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其它數(shù)值(即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。
假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預(yù)分頻系數(shù)可以取任意數(shù)值;當預(yù)分頻系數(shù)=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);當預(yù)分頻系數(shù)=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。
有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預(yù)分頻系數(shù)=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設(shè)提供時鐘;設(shè)置這個倍頻器可以在保證其它外設(shè)使用較低時鐘頻率時,TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。
再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預(yù)分頻系數(shù)必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預(yù)分頻系數(shù)=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設(shè)計這個倍頻器的初衷。


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