stm32之时钟控制

• 时钟系统与总线矩阵
• SysTick系统定时器
• RTC实时时钟
• 看门狗定时器
• 通用定时器

一、时钟系统与总线矩阵

stm32F4的时钟树如下图所示:

stm32之时钟控制


在STM32中,有五个时钟源,为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。

HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz。
HSE是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或者接外部时钟源,频率范围为4MHz~16MHz。
LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz。
LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。
PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍,但是其输出频率最大不得超过72MHz。

我们在学习51单片机的时候,其内部是没有晶振的,而stm32是有的。stm32可以通过RCC(时钟控制寄存器)对时钟进行参数配置以及使能。我们还可以通过修改system_stm32f4xx.c文件,来配置上述时钟树上的一些分频、倍频参数,得到理想的频率。

在单片机系统中,CPU和总线以及外设的时钟设置是非常重要的,因为没有时钟就没有时序,组合电路需要好好理解清楚。我们先来看一下总线矩阵。

stm32之时钟控制


片上总线标准种类繁多,而由ARM公司推出的AMBA片上总线受到了广大IP开发商和SoC系统集成者的青睐,已成为一种流行的工业标

准片上结构。AMBA规范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系统总线和APB(Advanced Peripheral Bus)外围总线。二者分别适用于高速与相对低速设备的连接。

一般性的时钟设置需要先考虑系统时钟的来源,是内部RC还是外部晶振还是外部的振荡器,是否需要PLL。然后考虑内部总线和外部总线,最后考虑外设的时钟信号。遵从先倍频作为CPU时钟,然后在由内向外分频,下级迁就上级的原则。

二、SysTick系统定时器  

SysTick—系统定时器是属于CM4内核中的一个外设,内嵌在NVIC中。系统定时器是一个24bit的向下递减的计数器,计数器每计数一次的时间为1/SYSCLK,一般我们设置系统时钟SYSCLK等于180M。当重装载数值寄存器的值递减到0的时候,系统定时器就产生一次中断,以此循环往复。

因为SysTick是属于CM4内核的外设,所以所有基于CM4内核的单片机都具有这个系统定时器,使得软件在CM4单片机中可以很容易的移植。

系统定时器一般用于操作系统,用于产生时基,维持操作系统的心跳。

一般用于系统内部运行以及延时函数。

三、RTC实时时钟

RTC(Real-Time Clock)实时时钟为操作系统提供了一个可靠的时间,并且在断电的情况下,RTC实时时钟也可以通过电池供电,一直运行下去。

RTC通过STRB/LDRB这两个ARM指令向CPU传送8位数据(BCD码)。数据包括秒,分,小时,日期,天,月和年。RTC实时时钟依靠一个外部的32.768Khz的石英晶体,产生周期性的脉冲信号。每一个信号到来时,计数器就加1,通过这种方式,完成计时功能。

RTC实时时钟有如下一些特性:

1,BCD数据:这些数据包括秒、分、小时、日期、、星期几、月和年。
2,闰年产生器
3,报警功能:报警中断或者从掉电模式唤醒
4,解决了千年虫问题 (详见)
5,独立电源引脚RTCVDD
6,支持ms中断作为RTOS内核时钟
7,循环复位(round reset)功能

stm32之时钟控制


如图,RTC实时时钟的框架图,XTIrtc和XTOrtc产生脉冲信号,即外部晶振。传给2^15的一个时钟分频器,得到一个128Hz的频率,这个频率用来产生滴答计数。当时钟计数为0时,产生一个TIME TICK中断信号。时钟控制器用来控制RTC实时时钟的功能。复位寄存器用来重置SEC和MIN寄存器。闰年发生器用来产生闰年逻辑。报警发生器用来控制是否产生报警信号。

四、看门狗定时器

看门狗定时器又分为独立看门狗IWDG和窗口看门狗WWDG。

1、独立看门狗

独立看门狗IWDG其实是一个12位递减计数器,有故障时,计数器减到0,产生复位,无故障时,计数器减到0之前就刷新计数值(喂狗),不进行复位。其采用独立时钟,主要用于监视硬件错误(不受系统时钟影响)。

2、窗口看门狗

窗口看门狗WWDG其实是一个7位递减计数器,有计数上下限,下限位0x40,上限由用户指定,上下限之间刷新计数值则不复位,其他都复位。采用系统时钟,主要用于监视软件错误。

五、通用定时器

用户喜欢...

电力转换应用控制算法的快速原型设计和部署

模型驱动开发已被业界采用作为快速原型设计和缩短产品上市时间的解决方案。但是,通常必须在最终实施阶段投入大量时间和精力,以使产品的性能与模型的性能相匹配。由于这一点,在实践...


专家告诉您如何为物联网选择合适的 RTOS 和微控制器平台

开发物联网 (IoT) 设备可能比许多开发人员或公司所设想的更具挑战性。将嵌入式系统连接至云端极大地增加了系统的时序复杂性。时序复杂性的增加意味着开发人员需要一种更好的方法,用以...


STM32H750B-DK开发套件产品信息和数据手册

STMicroelectronics STM32H750B-DK Discovery Kit是STM32H750XB MCU的完整演示和开发平台。这些MCU基于STMicroelectronics的ArmCortex-M7和-M4双核微控制器。在移植到最终产品之前,STM32H750B-DK套件用作用户应用程序开发...


智能家电需要简单而优雅的传感器,控制器和定时器

最近一切都聪明。但是加入烤面包机的大脑需要一些基本但优雅的外围控制器和传感器才能真正发挥作用。 在标有智能的所有小工具和设备周围环顾四周,你会发现令人印象深刻的集成微控制...


如何为物联网选择合适的RTOS和微控制器平台

开发物联网(IoT)设备可能比许多开发人员或公司意识到的更具挑战性。将嵌入式系统连接到云的行为极大地增加了系统的时序复杂性。时序复杂性的增加意味着开发人员需要一种更好的方法来...


面向基于微控制器的快速原型设计与开发的 CircuitPython 基础知识

虽然 Python 语言让编程变得更加简单,但它最初的设计目的是在拥有足够的处理、内存和外设资源的个人电脑及其他机器上运行。而对于面临较严格的资源和接口限制的嵌入式系统,针对微控制...


使用SPI XiP Flash扩展微控制器程序存储器的原因和方法

随着微控制器应用变得越来越复杂,开发人员正在为应用固件使用更多的Flash程序存储器对于开始执行相对复杂的边缘计算的物联网(IoT)端点尤其如此。但是,有时应用程序可以扩展到需要外...


使用微控制器的功能,在紧凑设计中快速实现模拟信号链

许多针对物联网 (IoT) 的设计都依靠模拟电路,以便满足应用对传感器和致动器的信号调节、电流控制和其他功能的独特要求。虽然专用的信号链 IC 可以满足这种需求,但是成本和空间严格受限...


stm32 PID调速控制直流无刷电机+ 源码

笔记 具备知识,stm32基础,了解无刷直流电机原理,pid控制原理 工具: 无刷直流电机:12v电源驱动,50HZ,占空比为5%的pwm波2秒以上解锁电调,再将占空比改为6%,则电机正常运行,改变占空比...


STM32无刷电机驱动选型

STM32无刷电机驱动选型 - 案例:基于STM32的无刷电机的双闭环控制,硬件电路主要包括三部分:电源稳压、STM32控制部分、驱动部分。...


在嵌入式系统中快速实现高效的实时时钟/日历功能

许多嵌入式应用需要知道时间,以便在特定的时间和日期,或针对时间戳事件,或同时依据两者执行特定的任务。执行此功能的 RTCC(实时时钟和日历)芯片问世已有数十年,但设计人员在缩减...


物联网(IoT)的兴起 预计未来五年微控制器市场将稳步上升

旧金山 - 据市场研究公司IC Insights称,预计未来五年微控制器市场将稳步上升,主要原因是传感器的普及和物联网(IoT)的兴起。 IC Insights表示,预计今年MCU出货量将增长18%,达到306亿部。该...


如何利用 GCP 和 STMicroelectronics 的 STM32F779 微控制器来设置和执行图像识别

本文将探讨嵌入式开发人员如何利用 GCP 和STMicroelectronics的STM32F779微控制器来设置和执行图像识别。 机器视觉简介 识别图像中的对象并加以标识,这一功能见诸于各类广泛应用中,包括自主驾...


基于STM32的高性能低功耗人机界面系统设计

本文选用了意法半导体公司基于ARM最新Cortex—M3内核的STM32F103RB作为主控芯片,通过选择合适的液晶模块,构建了一个高性能低功耗的中文人机界面系统。 1、系统的工作原理 本系统以STM32F1...


Xilinx Vivado Zynq Pldma APB控制线调试

在xilinx vivado zynq pldma PL部分ILA调试中,观测APB总线上的数据是正常的,但PLDMA没有成功,分析代码发现在HP_DMA模块中使用m_apb_pclk与m_apb_presetn为悬空状态。由于Avnet的例程建立在2014年,所以使...


选择并应用适用于物联网的低功耗微控制器

对于电池供电的连接设备来说,能量消耗是至关重要的,以最大限度地延长电池更换之间的时间,甚至允许设备运行在环境能源之外。尽管许多嵌入式系统开发人员精通代码优化,但为物联网(...