STM32时钟系统详解：从HSI到PLL

"STM32学习笔记" STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，广泛应用于嵌入式系统设计。这篇STM32学习笔记主要涵盖了STM32的时钟系统以及SysTick定时器的相关知识。 STM32的时钟系统是其核心功能之一，因为它决定了处理器和其他外设的工作速度。STM32提供了五个不同的时钟源： 1. HSI（High Speed Internal）：高速内部振荡器，这是一个RC振荡器，频率通常为8MHz，用于启动和紧急情况下的时钟源。 2. HSE（High Speed External）：高速外部时钟，可以是石英或陶瓷谐振器，也可以是外部时钟源，工作在4MHz至16MHz之间，为系统提供更精确的时钟。 3. LSI（Low Speed Internal）：低速内部振荡器，频率约为40KHz，常用于独立看门狗IWDG和实时时钟RTC。 4. LSE（Low Speed External）：低速外部时钟，通常是32.768kHz的石英晶体，主要用于RTC。 5. PLL（Phase Locked Loop）：锁相环，可以将HSI/2、HSE或HSE/2作为输入，进行2至16倍的倍频，但输出不超过72MHz。PLL是提高系统时钟频率的关键，例如为USB模块提供48MHz的时钟。 STM32的系统时钟SYSCLK，是大多数组件运行的基础，可以选择PLL、HSI或HSE作为源。系统时钟的最大频率是72MHz。这个时钟经过AHB分频器分频后，分配给不同的模块： - AHB总线、CPU内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。 - 通过8分频后，供给Cortex的系统定时器SysTick。 - 直接提供给Cortex的空闲运行时钟FCLK。 - APB1分频器，其输出分为两部分：一路供给APB1外设（PCLK1，最大36MHz），另一路供给Timer2、3、4的倍频器，倍频器可以选择1或2倍频。 - APB2分频器，同样提供不同分频选项，供给APB2外设。 SysTick定时器是Cortex-M系列处理器内置的一种系统定时器，通常用于实现操作系统或实时任务的时基。它可以配置为周期性中断，用于调度任务或实现软件延时。在STM32中，SysTick定时器的时钟源通常是AHB分频器8分频后的结果。 理解STM32的时钟系统和SysTick定时器是进行高效嵌入式编程的关键，因为它们直接影响程序的执行效率和实时性。正确配置时钟源和分频器可以优化性能并满足不同外设的需求，而SysTick定时器则有助于实现复杂的定时和调度任务。