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时钟就像是单片机的“心脏”,单片机正常工作离不开时钟的支持,下图是我们单片机的时钟树 ,它反映了单片机的时钟关系。我们来详细描述一下时钟树的工作原理。
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寄存器上电后有一个复位值,大家看我画红线的这个,这个是单片机上电默认使用时钟的配置线路,默认使用的是内部默认的8M RC振荡器,有两条路可以选,我们先看上面红色的第一条,到多路选择器SW的时候,我们可以通过配置寄存器中的SW位来决定HSI/PLLCLK/HSE哪一个输入信号从多路选择器通过,在默认的状态下SW选择的是HSI8M从多路选择器通过。
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9 t* }. M8 s [通过了SW这个选择开关后,第一个是SYSCLK 一路朝上可以供I2C1选择时钟,另外一个就是继续向后,通过AHB 这个方框,在这里我们可以配置寄存器选择这个8M是否分频,默认是不分频 也就是经过这个方框后出来往后的还是8M,如果这里配置为2分频,方框出来后就是4M 了,经过AHB分频出来后还是8M,这个8M 提供给了很多路大家可以从上面的图中看出来,那么继续向后是 APB 分频, U* m7 z: _7 U# r7 ?* X3 R
$ p/ k. q8 U" d6 p$ h这里分了两个箭头指向,一个是朝上的给AHB总线 、内核、Memory 、DMA、内核定时器和FCLK。从这里我们可以看到 内核是8M时钟(这个频率决定了单片机指令的执行时间,频率越小,指令执行速度越慢),一路是向后给了APB分频器,这里可以配置你想要的分频系数,如果这里还是不分频出来的PCLK 还依然是8M,那么PCLK又给了 APB外设 ,还给了定时器、串口等外设。
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通过这个关系,我们可以清楚的知道,每个外设的工作频率,那可能就会有人问了,这有什么用呢?每个外设都需要时钟来提供振荡源来帮助完成工作,举个例子讲,比如说串口配置一个波特率,那么波特率(通信速率,表示每秒钟传送的数据的位数,即bit/s)是如何来配置呢,就是根据这个时钟频率来配置的,知道了时钟频率,厂家有一个计算公式,就能很容易的算出某一个波特率对应的寄存器值是多少。# T9 }0 K! W5 V3 X
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7 ~$ U3 ^: w: l& k) g" O- I默认的我们知道了,M0支持最大48M,内部RC振荡器只有8M,这个咋整呢?不要慌,我们继续往下看。" V' @9 I, N4 j# ?& }. D+ a( g
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既然HSI直接给SW多路选择器,不能到48M,那我不直接给通过SW了行不行,请看图中箭头处,HSI绕一下从 PLLSRC 多路选择器通过,那么PLLSRC多路选择器也有两个选择可以通过寄存器配置,假设配置寄存器选择 HSI作为输入,多路选择器输出后经过PREDIV分频器,假设 PREDIV 我们配置不分频,这个分频器出来输入到PLL模块的时候还是8M。
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PLL模块起到 一个倍频的作用,大家可以看到方框里面是乘2 3...,如果这个时候我们配置寄存器设置PLLMUL为6,那么出来的PLLCLK是 48M,那么这个时候 SW多路开关选择 PLLCLK作为输入,后面出来的时钟就是48M了,再往后面就跟上面讲的情况一样了,可以自由去配置分频1 ~# c( l' E0 p; x; ` W
5 ~2 F. g9 \) b* p使用内部RC振荡器我们理解了,但是内部的振荡器往往会因为,精度低,受温度影响比较大等情况,不会被选择,这个时候工程师们就会选择使用外部晶振,外部晶振也是一样的配置方式,大家是否能根据上面讲的思路,配置出来呢?
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