STM32中的幾個時鐘SysTick、FCLK、SYSCLK、HCLK(For STM32F10x)

用時鐘源來產生時鐘!
在STM32中,有五個時鐘源,爲HSI、HSE、LSI、LSE、PLL
①、HSI是高速內部時鐘,RC振盪器,頻率爲8MHz。
②、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,頻率範圍爲4MHz~16MHz。
③、LSI是低速內部時鐘,RC振盪器,頻率爲40kHz。
④、LSE是低速外部時鐘,接頻率爲32.768kHz的石英晶體。
⑤、PLL爲鎖相環倍頻輸出,其時鐘輸入源可選擇爲HSI/2、 HSE或者HSE/2。倍頻可選擇爲2~16倍,但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。


    其中40kHz的LSI(低速內部時鐘)供獨立看門狗IWDG使用,另外它還可以被選擇爲實時時鐘RTC的時鐘源。另外,實時時鐘RTC的時鐘源還可以選 擇LSE(低速外部時鐘),或者是HSE(高速外部時鐘)的128分頻。RTC的時鐘源通過RTCSEL[1:0]來選擇。


    STM32中有一個全速功能的USB模塊,其串行接口引擎需要一個頻率爲48MHz的時鐘源。該時鐘源只能從PLL輸出端獲取,可以選擇爲1.5分頻或者 1分頻,也就是,當需要使用USB模塊時,PLL必須使能,並且時鐘頻率配置爲48MHz或72MHz。


    另外,STM32還可以選擇一個時鐘信號輸出到MCO腳(PA8)上,可以選擇爲PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鐘(SYSCLK)。
    系統時鐘SYSCLK最大頻率爲72MHz,它是供STM32中絕大部分部件工作的時鐘源。系統時鐘可由PLL、HSI或者HSE提供輸出,並且它通過AHB分頻器分頻後送給各模塊使用,AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時鐘送給5大模塊使用:

      ①、送給AHB總線、內核、內存和DMA使用的HCLK時鐘。

       ②、分頻後送給STM32芯片的系統定時器時鐘(Systick=Sysclk/8=9Mhz)
      ③、直接送給Cortex的自由運行時鐘(free running clock)FCLK。【ARMJISHU注:FCLK 爲處理器的自由振盪的處理器時鐘,用來採樣中斷和爲調試模塊計時。在處理器休眠時,通過FCLK 保證可以採樣到中斷和跟蹤休眠事件。 Cortex-M3內核的“自由運行時鐘(free running clock)”FCLK。“自由”表現在它不來自系統時鐘HCLK,因此在系統時鐘停止時FCLK 也繼續運行。FCLK和HCLK 互相同步。FCLK 是一個自由振盪的HCLK。FCLK 和HCLK 應該互相平衡,保證進入Cortex-M3 時的延遲相同。】

      ④、送給APB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻,其輸出一路供APB1外設使用(PCLK1,最大頻率36MHz),另一路送給定時器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻,時鐘輸出供定時器2、3、4使用。
      ⑤、送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻, 其輸出一路供APB2外設使用(PCLK2,最大頻率72MHz),另一路送給定時器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻,時鐘輸出 供定時器1使用。另外,APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用,分頻後送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇爲2、4、6、8分頻。


     以上提到3種時鐘Fclk、Hclk和Pclk,簡單解釋如下:Fclk爲供給CPU內核的時鐘信號,我們所說的cpu主頻爲XXXXMHz,就是指的這個時鐘信號,相應的,1/Fclk即爲cpu時鐘週期;Hclk爲優秀的高性能總線(AHB bus peripherals)供給時鐘信號(AHB爲advanced high-performance bus);HCLK :AHB總線時鐘,由系統時鐘SYSCLK 分頻得到,一般不分頻,等於系統時鐘,HCLK是高速外設時鐘,是給外部設備的,比如內存,flash。Pclk爲優秀的高性能外設總線(APB bus peripherals)供給時鐘信號(其中APB爲advanced peripherals bus)。
    在以上的時鐘輸出中,有很多是帶使能控制的,例如AHB總線時鐘、內核時鐘、各種APB1外設、APB2外設等等。當需要使用某模塊時,記得一定要先使能對應的時鐘。


需要注意的是定時器的倍頻器,當APB的分頻爲1時,它的倍頻值爲1,否則它的倍頻值就爲2。
連接在APB1(低速外設)上的設備有:電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。
注意:USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鐘信號,但它應該不是供USB模塊工作的時鐘,而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鐘。USB模塊工作的時鐘應該是由APB1提供的。
連接在APB2(高速外設)上的設備有:UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。

下圖是STM32用戶手冊中的時鐘系統結構圖(位於《STM32F103CDE_DS_CH_V5.pdf》的第14頁,或者《STM32F10XXX參考手冊_CN.pdf》的第47頁),通過該圖可以從

總體上掌握STM32的時鐘系統。

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