[嵌入式]STM32复习笔记(六) —— 配置系统时钟

STM32复习笔记(六) —— 配置系统时钟

1.系统启动过程

1)设置初始堆栈指针 SP
2)设置初始程序计数器 (PC) 指向复位中断
3)设置向量表 (由各中断地址组成)
4)配置系统时钟 (SystemInit 函数)
5)跳转到C库 __main (最终调用 main 函数)

于 main.c 中编写代码

#include "stm32f10x.h"

int main(void)
{
	while(1);
}

打开 Options for Target … - Debug，取消 Run to main() 的勾选 (即不直接跳转到 main 函数)

点击编译，如无错误可进入仿真界面，此时 PC 指向复位中断

点击单步运行


再点击一次单步运行将会跳转至 SystemInit 函数

点击 Step Out 先跳过此函数，回到启动文件


继续点击单步运行，下一步会跳转到C库 __main (最终调用 main 函数)


2.配置系统时钟

于 system_stm32f10x.c 文件中找到 SystemInit 函数

在此函数中找到 SetSysClock 函数，即为系统时钟配置 (固件库内已按默认参数配置)

找到 SetSysClock 函数，默认被配置为 72MHz

重新配置系统时钟，为避免原函数 SetSysClockTo72 的影响，将其注释掉

系统时钟 (SYSCLK) 可以来自 HSI or HSE or PLL，PLL 时钟可以来自 HSI/2 or HSE(HSE/2)

下图以 HSE - PLL - SYSCLK 为例 (假设外接 HSE = 8MHz)

配置过程：将 HSE 的8MHz输入到 PLL，经过 PLL 9倍频 (72MHz)，输出为 SYSCLK

3.本例程软件设计思路

1)使用 HSE (8MHz) 配置 PLL 时钟 (9倍频) 作为系统时钟 (8MHz -> 72MHz)
2)配置 GPIOA 的 GPIO_Pin_0 作为LED功能
3)每延时一段时间进行 LED 状态翻转

此例程最好下载到实物芯片中验证

首先将 system_stm32f10x.c 中的 SetSysClockTo72 函数声明与定义注释掉，将 SetSysClockTo72 函数声明与定义替换为 User_SetSysClockTo72 函数声明与定义

static void User_SetSysClockTo72(void) //自定义时钟配置
{
  __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
  
	//开启 HSE
	RCC->CR |= ((uint32_t)0x01 << 16);
	
	//等待 HSE 就绪
	do
	{
		HSEStatus = RCC->CR & ((uint32_t)0x01 << 17);
		StartUpCounter++; //定义一个等待超时时间
	} //HSE 已就绪或者等待超时则退出
	while((0 == HSEStatus) && (0x0500 != StartUpCounter));
	
	//HSE 已就绪
	if(0 != (RCC->CR & ((uint32_t)0x01 << 17)))
	{
		HSEStatus = (uint32_t)0x01;
	}
	else
	{
		//HSE 启动失败
		HSEStatus = (uint32_t)0x00;
	} 

	//HSE 已就绪
	if((uint32_t)0x01 == HSEStatus)
	{
    // 启用 FLASH 预取缓冲区
    FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;

    // FLASH 两个等待状态
    FLASH->ACR &= ~(uint32_t)0x03;
    FLASH->ACR |=  (uint32_t)0x02;
		
		//AHB 频率设置为 SYSCLK 频率 (72MHz)
		RCC->CFGR |= (uint32_t)0x00 << 4;
		
		//APB2 频率设置为 AHB 频率 (72MHz)
		RCC->CFGR |= (uint32_t)0x00 << 11;
		
		//APB1 频率设置为 AHB/2 频率 (36MHz)
		RCC->CFGR |= (uint32_t)0x04 << 8;
		
		/* --------- HSE - PLL - SYSCLK --------- --------- */
		
		//清除 PLLXTPRE PLLSRC PLLMUL
		RCC->CFGR &= ~((uint32_t)0x3f << 16);
		
		//设置 PLLXTPRE (即选择 HSE 分频)
		RCC->CFGR |= (uint32_t)0x00 << 17;
		
		//设置 PLLSRC (即选择 PLL 输入)
		RCC->CFGR |= (uint32_t)0x01 << 16;
		
		//设置 PLLMUL (即选择 PLL 倍频)
		RCC->CFGR |= (uint32_t)0x07 << 18;
		
		//使能 PLL
		RCC->CR |= (uint32_t)0x01 << 24;
		
		//等待 PLL 就绪
		while(0 == (RCC->CR & (uint32_t)0x01 << 25));
		
		//清除 SW
		RCC->CFGR &= ~((uint32_t)0x03 << 0);
		
		//设置 SW (即选择 SYSCLK 输入)
		RCC->CFGR |= ((uint32_t)0x02 << 0);
		
		while((uint32_t)0x08 != (RCC->CFGR & ((uint32_t)0x03 << 2)));
	}
	else //HSE 启动失败
	{
		//此处可以执行 HSE 启动失败后的相关处理措施
	}
}

于 main.c 中编写代码

#include "stm32f10x.h"

typedef enum
{
	S_GPIO_Mode_OUT     = 0x01, //输出, 速率 10MHz
	S_GPIO_OType_PP     = 0x00  //通用推挽输出
	
}GPIOA_Config_TypeDef;

//粗略延时
void delay_(uint32_t count);

int main(void)
{
	//GPIO_Pin_0 配置
	uint32_t spinposl = 0x00;	
	
	/* --------- LED IO 口 配置 --------- --------- --------- ------ */
	
	//开启 GPIOA 时钟
	RCC->APB2ENR |= ((uint32_t)1 << 2);
	
	//输出模式, 速率 10MHz
	GPIOA->CRL &= ~((uint32_t)0x03 << (spinposl * 4));
	GPIOA->CRL |=  ((uint32_t)S_GPIO_Mode_OUT << (spinposl * 4));
	
	//通用推挽输出模式
	GPIOA->CRL &= ~((uint32_t)0x03 << ((spinposl * 4) + 2));
	GPIOA->CRL |=  ((uint32_t)S_GPIO_OType_PP << ((spinposl * 4) + 2));
	
	//引脚输出低电平
	GPIOA->BRR |= (uint16_t)0x01;
	
	while(1)
	{
		//GPIO_Pin_0 输出
		GPIOA->ODR ^= (uint16_t)0x01;		
		delay_(500);
	}
}

void delay_(uint32_t count)
{
	__IO uint32_t delay_count = (12000 * count);
	
	while(delay_count--);
}

4.编译及仿真

点击编译，如无错误可进入仿真界面


打开逻辑分析仪

点击 Setup Logic Analyzer，添加要查看的引脚


选中添加的引脚，修改 Display Type 为 Bit

点击运行

停止并退出仿真，返回 system_stm32f10x.c 文件，修改 User_SetSysClockTo72 函数中配置的 PLL 倍频系数 (由9倍频改为3倍频，即系统时钟由72MHz变为24MHz)

编译后再进入仿真，点击运行

24MHz时输出的波形翻转间隔约为72MHz时输出波形间隔的3倍，与预想结果一致