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[嵌入式]STM32 两个晶振的作用

通常情况下,对于一些成熟的STM32开发板,在其电路原理图的设计中,MCU外接了两个晶振。一个是低速晶振 32.768kHz,另一个是高速晶振 8MHZ。下文探讨二者的作用。

1. STM32 原理图

通常情况下,一些成熟的开发板在对STM32芯片进行原理图设计时,会使用两个晶振,如下图:

在这里插入图片描述

在进行晶振贴片时,由于晶振的体积比四周电阻体积大很多,晶振会占用较多的空间。如下图:

在这里插入图片描述
这对我们制作一些超小型电路板是不利的,因为板子空间有限。为此,我们需要理解这两个晶振的作用,尤其是低速晶振 32.768kHz,对其适当取舍。

2. CubeMX 时钟配置图

在STM32官方推荐的开发工具CubeMX中,我们可以直观的看到MCU的时钟配置图。在图中可以看到芯片的时钟配置情况,同时也可以看到低速晶振 32.768kHz 和高速晶振 8MHZ的入口。如下图左侧红框:
在这里插入图片描述

2.1 低速晶振 32.768kHz

从图中可以看出,低速晶振 32.768kHz 连接LSE(low-speed external clock signal),最终到达RTC(real-time clock)。

RTC 是一个独立的定时器 1 。从 real-time clock(实时时钟)四字可以理解,RTC可以为系统实时记录当前系统时间和日期,不管芯片有没有掉电。如果想要使用 RTC 实时记录系统时间,芯片需要接入额外备用电源,通常为纽扣电池。这样以来,RTC 在芯片掉电后,可以由电池供电继续运行 2

对于掉电后不需要记录系统时间的电路板,我们将低速晶振 32.768kHz 舍去,节约板子空间,精简电路设计。

2.2 高速晶振 8MHZ

从图中可以看出,高速晶振 8MHz 连接HSE(high-speed external clock signal),最终到达SYSCLK(system clock)。

SYSCLK 是系统时钟,为芯片内部各大模块的运转提供动力,不可缺少。高速晶振 8MHz 作为系统时钟的来源,可以由芯片内部的 HSI RC 时钟源或芯片外部的 独立时钟源 提供。这篇文章3提到在使用芯片内部的 HSI RC 时钟源做为系统时钟时,发现时钟有偏差,导致串口设备无法使用。由于芯片内部的 HSI RC 时钟源不够精准,我们通常采用外部独立时钟源来来为芯片提供系统时钟。

对于 STM32 电路板,外部高速晶振 8MHz 需要保留,为芯片提供系统时钟,使芯片能够正常工作。

3. 参考文献


  1. 【STM32】RTC实时时钟,步骤超细详解,一文看懂RTC ??

  2. RTC实时时钟实验(低功耗、纽扣电池供电) ??

  3. STM32 HSI时钟偏差问题 ??

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加:2022-08-19 19:22:29  更:2022-08-19 19:24:24 
 
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