STM32时钟系统的学习笔记
嵌入式工程师成长日记 2025-01-03

内部时钟源不稳定,所以一般不选择HSI,而选择HSE

CSS时钟安全模块,会用来选择

总结

时钟源

HSI(高速内部时钟)**:由芯片内部的RC振荡器产生,例如STM32F1系列其频率通常为8MHz,可直接作为系统时钟或经分频后作为PLL的输入。

HSE(高速外部时钟)**:可外接石英/陶瓷谐振器或外部时钟源,频率范围一般为4MHz-16MHz,通常具有较高的精度和稳定性,常被配置为系统的主时钟源。

LSI(低速内部时钟)**:也是内部的RC振荡器,频率较低,一般在30kHz-60kHz之间,通常用于停机或待机模式下运行,可供看门狗使用或自动唤醒等。

LSE(低速外部时钟)**:接外部的32.768kHz石英晶体,主要为实时时钟(RTC)或其它定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。

PLL(锁相环倍频输出)**:其时钟输入源可选择为HSI、HSE或HSE/2等,倍频系数可选2-16倍,但其输出频率最大不能超过特定芯片型号所规定的最大值,如STM32F1系列最大不超过72MHz,可作为系统时钟SYSCLK的来源。

时钟树

系统时钟SYSCLK**:是供STM32中绝大部分器件工作的时钟源,可选择为PLL输出、HSI或者HSE,通过AHB分频器分频后送给各个模块使用。

AHB分频器**:可将系统时钟SYSCLK进行1、2、4、8、16等分频,输出的时钟送给5大模块使用,包括AHB总线、内核、内存、DMA使用的HCLK时钟等。

APB1和APB2分频器**:可选择1、2、4、8、16分频,其输出分别供APB1和APB2外设使用,如连接在APB1上的设备有电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1等;连接在APB2上的设备有UART1、SPI1、Timer1、ADC1等。

MCO(主时钟输出)**:STM32微控制器中的主时钟输出功能,可将系统的主时钟信号输出到特定的引脚,以供外部设备使用,通常可配置为多种功能,如系统时钟(SYSCLK)、高速外部时钟(HSE)、PLL时钟等。

时钟配置方式

标准外设库配置**:对于STM32F0、F1、F2、F3、F4、L1系列等,如果外部高速时钟频率和官方一致,可直接使用标准外设库中的代码,具体在system_stm32fxxx.c中的systeminit和setsysclock函数。如果外部高速时钟频率和代码不对应,则需要修改对应的参数。

STM32CubeMX配置**:通过图形化界面进行时钟配置,一目了然,非常方便,如果配置错误,还会有“紫色”提醒,生成的代码默认在main.c文件中的systemclock_config函数。

时钟安全系统

如果使能了该功能,当HSE时钟发生故障时,将生成一个中断来向软件通知此故障,同时,系统时钟将切换到HSI,以保证系统的正常运行。

常见问题

主频变慢问题**:通常表现为程序运行慢、卡顿、通信异常等,可能是由于时钟源选择不对、外时钟振频率和软件配置不对、分频和倍频因子不对、外部晶振电路不对等原因引起。

外设总线APB时钟不同的问题**:如果APB分频值等于1,则时钟频率不变;APB分频值不等于1,则时钟频率可能会变为原来的2倍,在移植代码的时候需要特别注意。

外部高速时钟失效的问题**:可能是外界环境干扰,或者晶振质量问题导致,可使能CSS功能,使程序进入NMI中断,通过程序判断HSE是否失效,并切换到HSI作为时钟源,重新配置时钟并启动程序。 


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