百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 热门文章 > 正文

从小白到 Pro | RCC时钟基础知识和常见问题

bigegpt 2024-09-04 02:49 3 浏览

RCC,Reset and Clock Control(复位和时钟控制),在绝大部分MCU芯片中都包含复位和时钟控制模块,也是MCU重要的组成部分。

相比于以前51单片机,现在STM32内部集成的时钟模块功能更加丰富,包含时钟选择、倍频、输出、外设总线时钟配置等。


STM32 时钟基础内容

STM32时钟树具有多项功能,可通过分频和倍频配置系统以及外设的时钟频率,不同型号STM32的时钟树有所不同。

1. 时钟源

STM32的时钟源分为高速、低速两类时钟,同时也分内部和外部。

HSE:High Speed External,高速外部

HSI:High Speed Internal,高速内部

LSE:Low Speed External ,低速外部

LSI:Low Speed Internal,低速内部


HSE时钟有两类时钟源:

  • 外部晶振/陶瓷谐振器
  • 外部用户时钟

谐振器和负载电容要求必须尽可能地靠近振荡器的引脚,减少失真和起振时间。外部用户时钟必须使用占空比约为 50% (左右)外部时钟信号来驱动 OSC_IN 引脚,同时 OSC_OUT 引脚应保持为高阻态。


2. 时钟选择

STM32高速时钟默认为高速内部时钟(HSI),如果外接有HSE,可通过软件配置选择HSE。

低速内部时钟(LSI)默认是关闭的,如果需要使用速度时钟,可通过软件选择并开启LSI,也可以选择使用LSE。

不管是高速还是低速,在不考虑硬件成本的前提下,建议使用精度更高,误差更小的外部(HSE、LSE)时钟。


3. 时钟源输出

STM32支持MCO引脚输出时钟信号,供外部器件使用,同时可通过示波器来测量内部的各项时钟。

输出时钟信号可选择(HSE、LSE、 PLLCLK)不同来源的信号,同时也支持配置分频值,这样就可以尽量满足输出时钟要求。


4. 时钟分频和倍频

STM32的分频和倍频功能非常强大,可将时钟源通过分频与倍频技术,使各APB总线时钟频率配置为指定值,供各外设使用。

重点就是PLL(锁相环)的几个参数:PLL_M、PLL_N、PLL_P、PLL_Q,也就是倍频、分频因子。

STM32系统时钟频率理论上可以超过官方指定的最大值,比如:STM32F103最大72M,你倍频为96M也可能正常工作,但实际应用存在风险。


5. 时钟安全系统

STM32的还有一个重要的功能,就是时钟安全系统。如果使能了该功能,HSE 时钟发生故障,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 。

通过STM32时钟树,可以一目了然STM32时钟的功能,比如STM32F4系列时钟树:

更多关于STM32时钟的信息,可以参看芯片对应的参考手册。


STM32 时钟常规配置

STM32 系统时钟配置在上电之后,初始化外设之前就要做的一件事。重点配置的内容就是上面提到的基础内容,时钟选择、倍频分频,以及系统和外设的时钟频率等。


1. 标准外设库配置时钟

STM32F0、 F1、 F2、 F3、 F4、 L1系列都有标准外设库,如果外部高速时钟频率和官方一致,就可以直接使用标准外设库中的代码。

地址:

https://www.st.com/en/embedded-software/stm32-standard-peripheral-libraries.html

具体为system_stm32fxxx.c中的 SystemInit 和 SetSysClock 函数。

如果你的外部高速时钟频率和代码不对应,需要修改对应的参数。比如:STM32F407外部晶振频率默认25M,如果你硬件使用12M,则需要修改分频和倍频值(也就是那几个决定时钟频率的参数)。


2. STM32CubeMX配置时钟

使用STM32CubeMX配置时钟,通过图形化界面,一目了然,非常方便。如果配置错误,还会有“紫色”提醒。

比如:STM32F407时钟树配置:

生成的代码默认在 main.c 文件中的 SystemClock_Config 函数。

提示:分频和倍频因子的值不能太大,也不能大小,建议参考官方例程的参考值。


STM32 时钟常见问题

STM32时钟模块一旦出问题就可能引起系统的不正常工作,特别是对时钟敏感的部分。比如:定时器、串口波特率、I2C时钟等。


问题一:主频变慢问题

主频,指CPU的时钟频率,或者系统时钟。主频变慢通常表现为程序运行慢、卡顿、通信异常等。

通常引起主频变慢的原因有:

  • 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;

测量主频是否变慢,最直接的方法是通过配置MCO,输出内部PLLCLK时钟(或HSE时钟),用示波器(或逻辑分析仪)测量其频率。


问题二:外设总线APB时钟不同的问题

看到很多人遇到过这样的问题:TIM定时快(或慢)一半。

这个问题的原因:STM32的APB时钟存在“x2”的问题。

也就是说:如果APB分频值等于1,则x1;APB分频值不等于1,则x2。用一张动画来说明:

因此,移植代码的时候,一定要注意时钟源(频率),否则就会快(或慢)一倍的问题。


问题三:外部高速时钟失效的问题

STM32通常会使用外部晶振作为高速时钟,如果外部时钟失效,程序可能表现为“卡顿”的现象。

出现这个问题有可能是外界环境干扰,或者晶振质量问题。此时,应该使能CSS(Clock Security System)时钟安全系统功能。

使能CSS功能之后,可以做到:

  • 程序进入 NMI 中断,通过程序判断 HSE 是否失效;
  • 切换到 HSI 作为时钟源,重新配置时钟并启动程序;

这样就能让“死程序”变活,然后程序照常执行。

提示:CSS功能默认是关闭的。标准外设库中系统初始化代码默认配置开启CSS,STM32CubeMX默认配置是关闭的。

相关推荐

当Frida来“敲”门(frida是什么)

0x1渗透测试瓶颈目前,碰到越来越多的大客户都会将核心资产业务集中在统一的APP上,或者对自己比较重要的APP,如自己的主业务,办公APP进行加壳,流量加密,投入了很多精力在移动端的防护上。而现在挖...

服务端性能测试实战3-性能测试脚本开发

前言在前面的两篇文章中,我们分别介绍了性能测试的理论知识以及性能测试计划制定,本篇文章将重点介绍性能测试脚本开发。脚本开发将分为两个阶段:阶段一:了解各个接口的入参、出参,使用Python代码模拟前端...

Springboot整合Apache Ftpserver拓展功能及业务讲解(三)

今日分享每天分享技术实战干货,技术在于积累和收藏,希望可以帮助到您,同时也希望获得您的支持和关注。架构开源地址:https://gitee.com/msxyspringboot整合Ftpserver参...

Linux和Windows下:Python Crypto模块安装方式区别

一、Linux环境下:fromCrypto.SignatureimportPKCS1_v1_5如果导包报错:ImportError:Nomodulenamed'Crypt...

Python 3 加密简介(python des加密解密)

Python3的标准库中是没多少用来解决加密的,不过却有用于处理哈希的库。在这里我们会对其进行一个简单的介绍,但重点会放在两个第三方的软件包:PyCrypto和cryptography上,我...

怎样从零开始编译一个魔兽世界开源服务端Windows

第二章:编译和安装我是艾西,上期我们讲述到编译一个魔兽世界开源服务端环境准备,那么今天跟大家聊聊怎么编译和安装我们直接进入正题(上一章没有看到的小伙伴可以点我主页查看)编译服务端:在D盘新建一个文件夹...

附1-Conda部署安装及基本使用(conda安装教程)

Windows环境安装安装介质下载下载地址:https://www.anaconda.com/products/individual安装Anaconda安装时,选择自定义安装,选择自定义安装路径:配置...

如何配置全世界最小的 MySQL 服务器

配置全世界最小的MySQL服务器——如何在一块IntelEdison为控制板上安装一个MySQL服务器。介绍在我最近的一篇博文中,物联网,消息以及MySQL,我展示了如果Partic...

如何使用Github Action来自动化编译PolarDB-PG数据库

随着PolarDB在国产数据库领域荣膺桂冠并持续获得广泛认可,越来越多的学生和技术爱好者开始关注并涉足这款由阿里巴巴集团倾力打造且性能卓越的关系型云原生数据库。有很多同学想要上手尝试,却卡在了编译数据...

面向NDK开发者的Android 7.0变更(ndk android.mk)

订阅Google官方微信公众号:谷歌开发者。与谷歌一起创造未来!受Android平台其他改进的影响,为了方便加载本机代码,AndroidM和N中的动态链接器对编写整洁且跨平台兼容的本机...

信创改造--人大金仓(Kingbase)数据库安装、备份恢复的问题纪要

问题一:在安装KingbaseES时,安装用户对于安装路径需有“读”、“写”、“执行”的权限。在Linux系统中,需要以非root用户执行安装程序,且该用户要有标准的home目录,您可...

OpenSSH 安全漏洞,修补操作一手掌握

1.漏洞概述近日,国家信息安全漏洞库(CNNVD)收到关于OpenSSH安全漏洞(CNNVD-202407-017、CVE-2024-6387)情况的报送。攻击者可以利用该漏洞在无需认证的情况下,通...

Linux:lsof命令详解(linux lsof命令详解)

介绍欢迎来到这篇博客。在这篇博客中,我们将学习Unix/Linux系统上的lsof命令行工具。命令行工具是您使用CLI(命令行界面)而不是GUI(图形用户界面)运行的程序或工具。lsoflsof代表&...

幻隐说固态第一期:固态硬盘接口类别

前排声明所有信息来源于网络收集,如有错误请评论区指出更正。废话不多说,目前固态硬盘接口按速度由慢到快分有这几类:SATA、mSATA、SATAExpress、PCI-E、m.2、u.2。下面我们来...

新品轰炸 影驰SSD多款产品登Computex

分享泡泡网SSD固态硬盘频道6月6日台北电脑展作为全球第二、亚洲最大的3C/IT产业链专业展,吸引了众多IT厂商和全球各地媒体的热烈关注,全球存储新势力—影驰,也积极参与其中,为广大玩家朋友带来了...