一文读懂STM32F407ZGT6和它的时钟系统

2018-07-10 07:23:05 来源:21ic
标签:

 

时钟系统CPU的脉搏,就像人的心跳一样。STM32F4 的时钟系统比较复杂,不像简单的51 单片机一个系统时钟就可以解决一切。STM32F4 的框图如下(可以看到相应的时钟):

 

 

1. 连至 APB2 的定时器从 TIMxCLK 提供时钟 (最高 168 MHz) ,连至 APB1 的定时器从 TIMxCLK 提供时钟 (取决于RCC_DCKCFGR 寄存器中 TIMPRE 位的配置,最高 84 MHz 或 168 MHz)。

 

2. 摄像头接口和网络接口仅适用于 STM32F407xx 设备。

 

系统时钟图:

 

 

在STM32F4中,有5个重要的时钟源,为 HSI、 HSE、 LSI、 LSE、 PLL。 其中 PLL 实际是分为两个时钟源,分别为主 PLL 和专用 PLL。 从时钟频率来分可以分为高速时钟源和低速时钟源,在这 5 个中 HSI, HSE 以及 PLL 是高速时钟, LSI 和 LSE 是低速时钟。从来源可分为外部时钟源和内部时钟源,外部时钟源就是从外部通过接晶振的方式获取时钟源,其中 HSE 和LSE 是外部时钟源,其他的是内部时钟源。下面我们看看 STM32F4 的这 5 个时钟源,我们讲解顺序是按图中红圈标示的顺序:

 

①、 LSI 是低速内部时钟, RC 振荡器,频率为 32kHz 左右。供独立看门狗和自动唤醒单元使用。

 

②、 LSE 是低速外部时钟,接频率为 32.768kHz 的石英晶体。 这个主要是 RTC 的时钟源。

 

③、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~26MHz。核心板接的是 8M 的晶振。 HSE 也可以直接做为系统时钟或者 PLL 输入。

 

④、 HSI 是高速内部时钟, RC 振荡器, 频率为 16MHz。 可以直接作为系统时钟或者用作 PLL输入。

 

⑤、 PLL 为锁相环倍频输出。 STM32F4 有两个 PLL:

1) 主 PLL(PLL)由 HSE 或者 HSI 提供时钟信号,并具有两个不同的输出时钟。

第一个输出 PLLP 用于生成高速的系统时钟(最高 168MHz)

第二个输出 PLLQ 用于生成 USB OTG FS 的时钟( 48MHz),随机数发生器的时钟和 SDIO时钟。

2) 专用 PLL(PLLI2S)用于生成精确时钟,从而在 I2S 接口实现高品质音频性能。

 

给常见的外设提供时钟:

A. 这里是看门狗时钟输入。从图中可以看出,看门狗时钟源只能是低速的 LSI 时钟。

 

B. 这里是 RTC 时钟源,从图上可以看出, RTC 的时钟源可以选择 LSI, LSE,以及HSE 分频后的时钟, HSE 分频系数为 2~31。

 

C. 这里是 STM32F4 输出时钟 MCO1 和 MCO2。 MCO1 是向芯片的 PA8 引脚输出时钟。它有四个时钟来源分别为: HSI,LSE,HSE 和 PLL 时钟。 MCO2 是向芯片的PC9 输出时钟,它同样有四个时钟来源分别为: HSE,PLL, SYSCLK 以及 PLLI2S时钟。 MCO 输出时钟频率最大不超过 100MHz。

 

D. 这里是系统时钟。从图可以看出, SYSCLK 系统时钟来源有三个方面:HSI,HSE 和 PLL。在我们实际应用中,因为对时钟速度要求都比较高我们才会选用 STM32F4 这种级别的处理器,所以一般情况下,都是才用 PLL 作为 SYSCLK时钟源。根据前面的计算公式,大家就可以算出你的系统的 SYSCLK 是多少。

 

E. 这里我们指的是以太网 PTP 时钟, AHB 时钟, APB2 高速时钟, APB1 低速时钟。这些时钟都是来源于 SYSCLK 系统时钟。其中以太网 PTP 时钟是使用系统时钟。AHB,APB2 和 APB1 时钟是经过 SYSCLK 时钟分频得来。这里大家记住, AHB最大时钟为 168MHz, APB2高速时钟最大频率为 84MHz,而 APB1低速时钟最大频率为 42MHz。

 

F. 这里是指 I2S 时钟源。从图 可以看出, I2S 的时钟源来源于 PLLI2S 或者映射到 I2S_CKIN 引脚的外部时钟。 I2S 出于音质的考虑,对时钟精度要求很高。

 

G. 这是 STM32F4 内部以太网 MAC 时钟的来源。对于 MII 接口来说,必须向外部PHY 芯片提供 25Mhz 的时钟,这个时钟,可以由 PHY 芯片外接晶振,或者使用STM32F4 的 MCO 输 出 来 提 供 。 然 后 , PHY 芯 片 再 给 STM32F4 提 供ETH_MII_TX_CLK 和 ETH_MII_RX_CLK 时钟。对于 RMII 接口来说,外部必须提供 50Mhz 的时钟驱动 PHY 和 STM32F4 的 ETH_RMII_REF_CLK,这个 50Mhz时钟可以来自 PHY、有源晶振或者 STM32F4 的 MCO。

 

H. 这里是指外部 PHY 提供的 USB OTG HS( 60MHZ)时钟。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
被AMD步步紧逼的英特尔,该如何打这场仗?

中国CPU制造商Hygon刚刚针对数据中心市场推出了一款高性能的x86 CPU,名为Dhyana。

Facebook做芯片不是闹着玩的?

近日,彭博社发现了一个有趣的动态:越来越多证据表明,社交媒体巨头Facebook正在认真务实地开发自己的芯片。

如何基于国产CPU的云平台构建容器管理平台?

随着“中兴事件”不断升级,引起了国人对国产自主可控技术的高度关注;本人作为所在单位的运维工程师,也希望能找到一个稳定、能兼容国产CPU的一整套架构方案,来构建IaaS平台和PaaS平台,满足单位对安全自主可控的需求。

Magic Leap硬件将搭载英伟达Tegra X2处理器?
Magic Leap硬件将搭载英伟达Tegra X2处理器?

经过四年的开发,神秘增强现实(AR)初创企业Magic Leap今天宣布,它将于今年夏天开始面向开发者发售Magic Leap One Creator Edition。

难道仅仅只有中美在盯着超级计算机?日本欲在2021年夺取世界第一
难道仅仅只有中美在盯着超级计算机?日本欲在2021年夺取世界第一

在最新出炉的全球超级计算机TOP500的榜单中,美国橡树岭国家实验室发布的超算“顶点”(Summit)夺冠,此前曾四连冠的中国“神威·太湖之光”位居亚军。

更多资讯
2018年半导体市场将首超5000亿美元?
2018年半导体市场将首超5000亿美元?

IC insights 预测2018年全球电子系统市场将增长5%至1.622万亿美元,全球半导体市场今年预计将增长14%至5091亿美元,这是首次超过5000亿美元的水平。如果2018年的预测实现,则电子系统中平均半导体含量将达到31.4%,打破2017年创下的28.8%的历史纪录。

这款控制器,能让设备轻松地升级到Type-C

7月20日,意法半导体推出STUSB4500独立式USB Type-C 输电控制器。集供电和充电为一体的标准USB-C接口兼具便利性和环境效益。如今STUSB4500将把这些优势延伸到到各类消费、工业和医疗产品。

台积电第二季度大丰收,净营收78.5亿美元 净利润同比增9.1%

北京时间7月20日凌晨消息,台积电周四公布了2018财年第二季度财报。报告显示,台积电取得了良好的研发表现,在下一代7纳米芯片制造技术上领先于三星,但这种研发成果还没能在第二季度中马上转化为营收。与此同时,台积电还下调了对下一季度业绩的展望。

这么多国产芯片,谁会是中国版高通?

国内外的芯片行业暗潮涌动,谁最有可能撼动高通的霸主地位。

安防AI芯片市场火热,国内企业纷纷开始研发

安防行业拥有海量数据和场景诉求两大特征,与人工智能的技术逻辑不谋而合,这使得许多AI芯片厂家将安防作为核心应用场景之一。

Moore8直播课堂