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STM32F407ZGT6和(hé)它的時(shí)鍾系統

     時(shí)鍾系統是CPU的脈搏,就像人(rén)的心跳(tiào)一樣。STM32F4 的時(shí)鍾系統比較複雜,不像簡單的51 單片機一個(gè)系統時(shí)鍾就可(kě)以解決一切。STM32F4 的框圖如下(可(kě)以看到相應的時(shí)鍾):
    1. 連至 APB2 的定時(shí)器(qì)從 TIMxCLK 提供時(shí)鍾 (最高(gāo) 168 MHz) ,連至 APB1 的定時(shí)器(qì)從 TIMxCLK 提供時(shí)鍾 (取決于RCC_DCKCFGR 寄存器(qì)中 TIMPRE 位的配置,最高(gāo) 84 MHz 或 168 MHz)。
 
    2. 攝像頭接口和(hé)網絡接口僅适用于 STM32F407xx 設備。
 
系統時(shí)鍾圖:
    在STM32F4中,有(yǒu)5個(gè)重要的時(shí)鍾源,為(wèi) HSI、 HSE、 LSI、 LSE、 PLL。 其中 PLL 實際是分為(wèi)兩個(gè)時(shí)鍾源,分别為(wèi)主 PLL 和(hé)專用 PLL。 從時(shí)鍾頻率來(lái)分可(kě)以分為(wèi)高(gāo)速時(shí)鍾源和(hé)低(dī)速時(shí)鍾源,在這 5 個(gè)中 HSI, HSE 以及 PLL 是高(gāo)速時(shí)鍾, LSI 和(hé) LSE 是低(dī)速時(shí)鍾。從來(lái)源可(kě)分為(wèi)外部時(shí)鍾源和(hé)內(nèi)部時(shí)鍾源,外部時(shí)鍾源就是從外部通(tōng)過接晶振的方式獲取時(shí)鍾源,其中 HSE 和(hé)LSE 是外部時(shí)鍾源,其他的是內(nèi)部時(shí)鍾源。下面我們看看 STM32F4 的這 5 個(gè)時(shí)鍾源,我們講解順序是按圖中紅圈标示的順序:
 
    ①、 LSI 是低(dī)速內(nèi)部時(shí)鍾, RC 振蕩器(qì),頻率為(wèi) 32kHz 左右。供獨立看門(mén)狗和(hé)自動喚醒單元使用。
 
    ②、 LSE 是低(dī)速外部時(shí)鍾,接頻率為(wèi) 32.768kHz 的石英晶體(tǐ)。 這個(gè)主要是 RTC 的時(shí)鍾源。
 
    ③、HSE 是高(gāo)速外部時(shí)鍾,可(kě)接石英/陶瓷諧振器(qì),或者接外部時(shí)鍾源,頻率範圍為(wèi) 4MHz~26MHz。核心闆接的是 8M 的晶振。 HSE 也可(kě)以直接做(zuò)為(wèi)系統時(shí)鍾或者 PLL 輸入。
 
    ④、 HSI 是高(gāo)速內(nèi)部時(shí)鍾, RC 振蕩器(qì), 頻率為(wèi) 16MHz。 可(kě)以直接作(zuò)為(wèi)系統時(shí)鍾或者用作(zuò) PLL輸入。
 
    ⑤、 PLL 為(wèi)鎖相環倍頻輸出。 STM32F4 有(yǒu)兩個(gè) PLL:
    1) 主 PLL(PLL)由 HSE 或者 HSI 提供時(shí)鍾信号,并具有(yǒu)兩個(gè)不同的輸出時(shí)鍾。第一個(gè)輸出 PLLP 用于生(shēng)成高(gāo)速的系統時(shí)鍾(最高(gāo) 168MHz);第二個(gè)輸出 PLLQ 用于生(shēng)成 USB OTG FS 的時(shí)鍾( 48MHz),随機數(shù)發生(shēng)器(qì)的時(shí)鍾和(hé) SDIO時(shí)鍾。
    2) 專用 PLL(PLLI2S)用于生(shēng)成精确時(shí)鍾,從而在 I2S 接口實現高(gāo)品質音(yīn)頻性能。
 
    給常見的外設提供時(shí)鍾:
 
    A. 這裏是看門(mén)狗時(shí)鍾輸入。從圖中可(kě)以看出,看門(mén)狗時(shí)鍾源隻能是低(dī)速的 LSI 時(shí)鍾。
 
    B. 這裏是 RTC 時(shí)鍾源,從圖上(shàng)可(kě)以看出, RTC 的時(shí)鍾源可(kě)以選擇 LSI, LSE,以及HSE 分頻後的時(shí)鍾, HSE 分頻系數(shù)為(wèi) 2~31。
 
    C. 這裏是 STM32F4 輸出時(shí)鍾 MCO1 和(hé) MCO2。 MCO1 是向芯片的 PA8 引腳輸出時(shí)鍾。它有(yǒu)四個(gè)時(shí)鍾來(lái)源分别為(wèi): HSI,LSE,HSE 和(hé) PLL 時(shí)鍾。 MCO2 是向芯片的PC9 輸出時(shí)鍾,它同樣有(yǒu)四個(gè)時(shí)鍾來(lái)源分别為(wèi): HSE,PLL, SYSCLK 以及 PLLI2S時(shí)鍾。 MCO 輸出時(shí)鍾頻率最大(dà)不超過 100MHz。
 
    D. 這裏是系統時(shí)鍾。從圖可(kě)以看出, SYSCLK 系統時(shí)鍾來(lái)源有(yǒu)三個(gè)方面:HSI,HSE 和(hé) PLL。在我們實際應用中,因為(wèi)對時(shí)鍾速度要求都比較高(gāo)我們才會(huì)選用 STM32F4 這種級别的處理(lǐ)器(qì),所以一般情況下,都是才用 PLL 作(zuò)為(wèi) SYSCLK時(shí)鍾源。根據前面的計(jì)算(suàn)公式,大(dà)家(jiā)就可(kě)以算(suàn)出你(nǐ)的系統的 SYSCLK 是多(duō)少(shǎo)。
 
    E. 這裏我們指的是以太網 PTP 時(shí)鍾, AHB 時(shí)鍾, APB2 高(gāo)速時(shí)鍾, APB1 低(dī)速時(shí)鍾。這些(xiē)時(shí)鍾都是來(lái)源于 SYSCLK 系統時(shí)鍾。其中以太網 PTP 時(shí)鍾是使用系統時(shí)鍾。AHB,APB2 和(hé) APB1 時(shí)鍾是經過 SYSCLK 時(shí)鍾分頻得(de)來(lái)。這裏大(dà)家(jiā)記住, AHB最大(dà)時(shí)鍾為(wèi) 168MHz, APB2高(gāo)速時(shí)鍾最大(dà)頻率為(wèi) 84MHz,而 APB1低(dī)速時(shí)鍾最大(dà)頻率為(wèi) 42MHz。
 
    F. 這裏是指 I2S 時(shí)鍾源。從圖 可(kě)以看出, I2S 的時(shí)鍾源來(lái)源于 PLLI2S 或者映射到 I2S_CKIN 引腳的外部時(shí)鍾。 I2S 出于音(yīn)質的考慮,對時(shí)鍾精度要求很(hěn)高(gāo)。
 
    G. 這是 STM32F4 內(nèi)部以太網 MAC 時(shí)鍾的來(lái)源。對于 MII 接口來(lái)說,必須向外部PHY 芯片提供 25Mhz 的時(shí)鍾,這個(gè)時(shí)鍾,可(kě)以由 PHY 芯片外接晶振,或者使用STM32F4 的 MCO 輸 出 來(lái) 提 供 。 然 後 , PHY 芯 片 再 給 STM32F4 提 供ETH_MII_TX_CLK 和(hé) ETH_MII_RX_CLK 時(shí)鍾。對于 RMII 接口來(lái)說,外部必須提供 50Mhz 的時(shí)鍾驅動 PHY 和(hé) STM32F4 的 ETH_RMII_REF_CLK,這個(gè) 50Mhz時(shí)鍾可(kě)以來(lái)自 PHY、有(yǒu)源晶振或者 STM32F4 的 MCO。
 
    H. 這裏是指外部 PHY 提供的 USB OTG HS( 60MHZ)時(shí)鍾。
 
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