stm32幾種時鐘控制介紹，含原理圖資料下載

本文提到的有以下內(nèi)容： ? 時鐘系統(tǒng)與總線矩陣 ? SysTick系統(tǒng)定時器 ? RTC實時時鐘 ? 看門狗定時器 ? 通用定時器 一、時鐘系統(tǒng)與總線矩陣 stm32F4的時鐘樹如下圖所示： 在STM32中，有五個時鐘源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。 HSI是高速內(nèi)部時鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz。 HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率范圍為4MHz~16MHz。 LSI是低速內(nèi)部時鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。 LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。 PLL為鎖相環(huán)倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。 我們在學(xué)習(xí)51單片機的時候，其內(nèi)部是沒有晶振的，而stm32是有的。stm32可以通過RCC（時鐘控制寄存器）對時鐘進行參數(shù)配置以及使能。我們還可以通過修改system_stm32f4xx.c文件，來配置上述時鐘樹上的一些分頻、倍頻參數(shù)，得到理想的頻率。 在單片機系統(tǒng)中，CPU和總線以及外設(shè)的時鐘設(shè)置是非常重要的，因為沒有時鐘就沒有時序，組合電路需要好好理解清楚。我們先來看一下總線矩陣。 片上總線標(biāo)準(zhǔn)種類繁多，而由ARM公司推出的AMBA片上總線受到了廣大IP開發(fā)商和SoC系統(tǒng)集成者的青睞，已成為一種流行的工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)片上結(jié)構(gòu)。AMBA規(guī)范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系統(tǒng)總線和APB(Advanced Peripheral Bus)外圍總線。二者分別適用于高速與相對低速設(shè)備的連接。 一般性的時鐘設(shè)置需要先考慮系統(tǒng)時鐘的來源，是內(nèi)部RC還是外部晶振還是外部的振蕩器，是否需要PLL。然后考慮內(nèi)部總線和外部總線，最后考慮外設(shè)的時鐘信號。遵從先倍頻作為CPU時鐘，然后在由內(nèi)向外分頻，下級遷就上級的原則。 二、SysTick系統(tǒng)定時器?? SysTick—系統(tǒng)定時器是屬于CM4內(nèi)核中的一個外設(shè)，內(nèi)嵌在NVIC中。系統(tǒng)定時器是一個24bit的向下遞減的計數(shù)器，計數(shù)器每計數(shù)一次的時間為1/SYSCLK，一般我們設(shè)置系統(tǒng)時鐘SYSCLK等于180M。當(dāng)重裝載數(shù)值寄存器的值遞減到0的時候，系統(tǒng)定時器就產(chǎn)生一次中斷，以此循環(huán)往復(fù)。 因為SysTick是屬于CM4內(nèi)核的外設(shè)，所以所有基于CM4內(nèi)核的單片機都具有這個系統(tǒng)定時器，使得軟件在CM4單片機中可以很容易的移植。 系統(tǒng)定時器一般用于操作系統(tǒng)，用于產(chǎn)生時基，維持操作系統(tǒng)的心跳。 一般用于系統(tǒng)內(nèi)部運行以及延時函數(shù)。 三、RTC實時時鐘 RTC（Real-Time Clock)實時時鐘為操作系統(tǒng)提供了一個可靠的時間，并且在斷電的情況下，RTC實時時鐘也可以通過電池供電，一直運行下去。 RTC通過STRB/LDRB這兩個ARM指令向CPU傳送8位數(shù)據(jù)（BCD碼）。數(shù)據(jù)包括秒，分，小時，日期，天，月和年。RTC實時時鐘依靠一個外部的32.768Khz的石英晶體，產(chǎn)生周期性的脈沖信號。每一個信號到來時，計數(shù)器就加1，通過這種方式，完成計時功能。 RTC實時時鐘有如下一些特性： 1，BCD數(shù)據(jù)：這些數(shù)據(jù)包括秒、分、小時、日期、、星期幾、月和年。 2，閏年產(chǎn)生器 3，報警功能：報警中斷或者從掉電模式喚醒 4，解決了千年蟲問題 （詳見） 5，獨立電源引腳RTCVDD 6，支持ms中斷作為RTOS內(nèi)核時鐘 7，循環(huán)復(fù)位（round reset)功能 如圖，RTC實時時鐘的框架圖，XTIrtc和XTOrtc產(chǎn)生脈沖信號，即外部晶振。傳給2^15的一個時鐘分頻器，得到一個128Hz的頻率，這個頻率用來產(chǎn)生滴答計數(shù)。當(dāng)時鐘計數(shù)為0時，產(chǎn)生一個TIME TICK中斷信號。時鐘控制器用來控制RTC實時時鐘的功能。復(fù)位寄存器用來重置SEC和MIN寄存器。閏年發(fā)生器用來產(chǎn)生閏年邏輯。報警發(fā)生器用來控制是否產(chǎn)生報警信號。 四、看門狗定時器 看門狗定時器又分為獨立看門狗IWDG和窗口看門狗WWDG。 1、獨立看門狗 獨立看門狗IWDG其實是一個12位遞減計數(shù)器，有故障時，計數(shù)器減到0，產(chǎn)生復(fù)位，無故障時，計數(shù)器減到0之前就刷新計數(shù)值（喂狗），不進行復(fù)位。其采用獨立時鐘，主要用于監(jiān)視硬件錯誤（不受系統(tǒng)時鐘影響）。 2、窗口看門狗 窗口看門狗WWDG其實是一個7位遞減計數(shù)器，有計數(shù)上下限，下限位0x40，上限由用戶指定，上下限之間刷新計數(shù)值則不復(fù)位，其他都復(fù)位。采用系統(tǒng)時鐘，主要用于監(jiān)視軟件錯誤。 五、通用定時器 stm32的定時器有基本定時器、通用定時器和高級定時器。這里以通用定時器為例，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，需要設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)，并不是直接使用APB1的時鐘。 通用定時器的計數(shù)模式分為5種： ? 向上計數(shù)：計數(shù)器從0計數(shù)到自動裝載值。 ? 向下計數(shù)：從自動裝載值計數(shù)到0。 ? 向上向下計數(shù)（中心對齊計數(shù)）：計數(shù)器從0計數(shù)到自動裝載值，再從自動裝載值計數(shù)到0，反復(fù)循環(huán)。 ? 輸入捕獲：測量輸入信號的脈寬、PWM波的占空比等。 ? 輸出比較：PWM波用的就是這種模式。 定時器的時間公式：T=((n-1)*(pre-1))/Tclk，其中n為計數(shù)值，pre為預(yù)分頻系數(shù)，Tclk為定時器時鐘。 為什么計數(shù)值和預(yù)分頻系數(shù)要減一？因為計數(shù)是從0開始的，而預(yù)分頻系數(shù)為0時，表示不分頻。 定時器用于中斷時，注意更新中斷標(biāo)志位。 轉(zhuǎn)自： (mbbeetchina)