《嵌入式技术入门与实战（基于STM32）》 课件 3.2-STM32时钟系统与最小系统.pptx

第3章STM32I/O应用实战《嵌入式技术入门与实战（基于STM32）》

3、STM32系列微控制器3.1STM32内部结构3.2STM32时钟系统3.3STM32最小系统2

3.1STM32F407内部功能结构图3

3.2STM32时钟系统在嵌入式系统开发设计中，芯片内部的时钟系统是开发者必须要熟练掌握的内核和任何片上外设都需要时钟的驱动，在开发设计中需要清晰的了解时钟系统的配置方法。STM32的时钟系统为了适应不同的频率需求，需要支持多种频率，其时钟系统比51单片机要复杂很多。4

STM32F4的时钟树结构STM32有5个时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL5

STM32F4的时钟源HSIHSI是高速内部时钟，由内部16MHzRC振荡器生成可直接用作系统时钟，或者用作为PLL的输入。优点是成本较低（无需使用外部组件），启动速度比HSE晶振快其精度不及外部晶振或陶瓷谐振器。HSEHSE是高速外部时钟可接外部晶振/陶瓷谐振器，也可接外部用户时钟源可直接用作系统时钟，或者用作为PLL的输入。频率范围为4MHz~26MHz精度非常高。6

STM32F4的时钟源LSILSI是低速内部时钟，RC振荡器可作为低功耗时钟源在停机和待机模式下保持运行，供独立看门狗(IWDG)和自动唤醒单元(AWU)使用。可作为实时时钟外设(RTC)的时钟源。时钟频率在32kHz左右。LSELSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的晶振或陶瓷谐振器可作为实时时钟外设(RTC)的时钟源来提供时钟/日历或其它定时功能具有功耗低且精度高的优点。7

STM32F4的时钟源PLLPLL为锁相环倍频输出，STM32F4具有两个PLL：主PLL和专用PLL。主PLL（MainPLL）由HSE或HSI振荡器提供时钟信号，并具有两个不同的输出时钟：第一个用于生成高速系统时钟（最高达168MHz），第二个用于生成USBOTGFS的时钟(48MHz)、随机数发生器的时钟(48MHz)和SDIO时钟(48MHz)。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。8

STM32F4系统时钟(SYSCLK)的选择系统时钟SYSCLK是提供STM32中绝大部分部件工作的时钟源，可来源于三个时钟源：HSI、HSE、PLL在系统复位后，默认系统时钟为HSI。STM32F407的SYSCLK时钟最大168MHz9

STM32F4的时钟输出STM32共有两个微控制器时钟输出(MCO)引脚，可以选择一个时钟信号输出到MCO引脚上：MCO1引脚(PA8)，可选择时钟源：HSI、LSE、HSE、PLLMCO2引脚(PC9)，可选择时钟源：HSE、PLL、系统时钟、PLLI2SCLK10

STM32F4的总线时钟以太网PTP时钟是使用系统时钟AHB时钟经过SYSCLK时钟分频得来，最大频率为168MHzAPB2高速时钟、APB1低速时钟经过AHB时钟分频得来，最大频率分别为168MHz、84MHz11

3.3STM32最小系统最小系统是指仅包含必需的元器件，仅可运行最基本软件的简化系统，也就是用最少的元件组成，但可以工作的系统。无论多么复杂的嵌入式系统，都可以认为是由最小系统和扩展功能组成。最小系统是嵌入式系统硬件设计中复用率最高，也是最基本的功能单元。典型的最小系统包括：STM32微控制器芯片、电源、调试接口、复位电路、时钟、存储系统（可选）。12

电源电路STM32F4微控制器使用单电源供电，工作电压VDD要求介于1.8V到3.6V之间。同时通过内部的一个嵌入式线性调压器，可以给Cortex-M4内核提供1.2V的工作电压。通常正常电源为5V，可以采用转换电路转为3.3v后给芯片供电STM32F4芯片的电源引脚可连接电容以增强稳定性13

调试接口STM32的CoreSight调试系统支持JTAG和SWD两种接口标准，这两种接口都要使用GPIO（普通I/O口）来供给调试仿真器使用。JTAG调试接口(JTAG-DP)提供5针标准JTAG接口串行调试接口(SW-DP)提供2针(时钟＋数据)接口14

复位电路复位电路的主要作用是把特殊功能寄存器的数据刷新为默认数据。复位场景：单片机在运算过程中由于干扰等外界原因造成寄存器中数据混乱不能使其正常继续执行程序（称死机）或产生的结果不正确时均需要复位，以使程序重新开始运行。单片机在刚上电时也需要复位电路,系统上电时复位电路提供复位信号，直至电源稳定后，撤销复位信号，以使单片机能够正常稳定的工作。15

时钟系统一般在最小系统设计时，我们会考虑选用外部时钟源，以获得更高的时钟精度HSE外接晶振电路，晶振8MHzLSE外接晶振电路，晶