STM32的系统构架与时钟系统

1、系统构架
STM32系统主要由四个驱动单元和四个被动单元组成
驱动单元:
(1)内核DCode总线
(2)系统总线
(3)通用DMA1
(4)通用DMA2
被动单元:
(1)AHB-APB的桥
(2)内部flash闪存
(3)SRAM
(4)FSMC
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① ICode 总线:该总线将 M3 内核指令总线和闪存指令接口相连,指令的预取在该总线上面完成。
② DCode 总线:该总线将 M3 内核的 DCode 总线与闪存存储器的数据接口相连接,常量加载和调试访问在该总线上面完成。
③ 系统总线:该总线连接 M3 内核的系统总线到总线矩阵,总线矩阵协调内核和 DMA 间访问。
④ DMA 总线:该总线将 DMA 的 AHB 主控接口与总线矩阵相连,总线矩阵协调 CPU 的DCode 和 DMA 到 SRAM,闪存和外设的访问。
⑤ 总线矩阵:总线矩阵协调内核系统总线和 DMA 主控总线之间的访问仲裁,仲裁利用轮换算法。
⑥ AHB/APB 桥:这两个桥在 AHB 和 2 个 APB 总线间提供同步连接, APB1 操作速度限于36MHz,APB2 操作速度全速
2、STM32时钟系统
时钟系统相当于cpu的脉搏,51只要一个时钟系统基于可以了。stm32时钟系统比较复杂,外设比较多,并且有时候不需要很高的频率,像看门狗只需要几十k就可以了,并且时钟越快,消耗越高,并且抗干扰能力越弱,所以很多复杂的mcu采用多时钟系统。
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在 STM32 中有五个时钟源,为HSI、HSE、LSI、LSE、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 HIS, 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。下面是 STM32 的 5 个时钟源,如图中标记:
①、 HSI 是高速内部时钟, RC 振荡器, 频率为 8MHz。
②、 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~16MHz。 我们的开发板接的是 8M 的晶振。
③、 LSI 是低速内部时钟, RC 振荡器,频率为 40kHz。 独立看门狗的时钟源只能是 LSI,同时 LSI 还可以作为 RTC 的时钟源。
④、 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。
⑤、 PLL 为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为 HSI/2、 HSE 或者HSE/2。倍频可选择为 2~16 倍,但是其输出频率最大不得超过 72MHz。

图中标记了A-E五处:
A. MCO 是 STM32 的一个时钟输出 IO(PA8),它可以选择一个时钟信号输出, 可以选择为 PLL 输出的 2 分频、 HSI、 HSE、或者系统时钟。这个时钟可以用来给外部其他系统提供时钟源。
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 的 128 分频。
C. 从图中可以看出 C 处 USB 的时钟是来自 PLL 时钟源。 STM32 中有一个全速功能的 USB 模块,其串行接口引擎需要一个频率为 48MHz 的时钟源。该时钟源只能从 PLL 输出端获取,可以选择为 1.5 分频或者 1 分频,也就是,当需要使用 USB模块时, PLL 必须使能,并且时钟频率配置为 48MHz 或 72MHz。
D. STM32 的系统时钟 SYSCLK,它是供 STM32 中绝大部分部件工作的时
钟源。系统时钟可选择为 PLL 输出、 HSI 或者 HSE。系统时钟最大频率为 72MHz,当然你也可以超频,不过一般情况为了系统稳定性是没有必要冒风险去超频的。
E. 这里的 E 处是指其他所有外设了。从时钟图上可以看出,其他所有外设的时钟最终来源都是 SYSCLK。 SYSCLK 通过 AHB 分频器分频后送给各模块使用。
这些模块包括:
①、 AHB 总线、内核、内存和 DMA 使用的 HCLK 时钟。
②、通过 8 分频后送给 Cortex 的系统定时器时钟,也就是 systick 了。
③、直接送给 Cortex 的空闲运行时钟 FCLK。
④、送给 APB1 分频器。 APB1 分频器输出一路供 APB1 外设使用(PCLK1,最大
频率 36MHz),另一路送给定时器(Timer)2、 3、 4 倍频器使用。
⑤、送给 APB2 分频器。 APB2 分频器分频输出一路供 APB2 外设使用(PCLK2,
最大频率 72MHz),另一路送给定时器(Timer)1 倍频器使用。

参考:stm32f1开发指南

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