STM32中定時器的時鐘源

ID:80436 · 發表于 2015-5-20 14:31

STM32中有多達8個定時器，其中TIM1和TIM8是能夠產生三對PWM互補輸出的高級定時器，常用于三相電機的驅動，它們的時鐘由APB2的輸出產生。其它6個為普通定時器，時鐘由APB1的輸出產生。

下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中，有關定時器時鐘部分的截圖：

從圖中可以看出，定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2，而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器，圖中的藍色部分。

下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用：當APB1的預分頻系數為1時，這個倍頻器不起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率；當 APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時，這個倍頻器起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。

假定AHB=36MHz，因為APB1允許的最大頻率為36MHz，所以APB1的預分頻系數可以取任意數值；當預分頻系數=1 時，APB1=36MHz，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用)；當預分頻系數=2時，APB1=18MHz，在倍頻器的作用下，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。

有人會問，既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz，為什么不直接取APB1的預分頻系數=1？答案是：APB1不但要為TIM2~7提供時鐘，而且還要為其它外設提供時鐘；設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時，TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。

再舉個例子：當AHB=72MHz時，APB1的預分頻系數必須大于2，因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數=2，則因為這個倍頻器，TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率，無疑提高了定時器的分辨率，這也正是設計這個倍頻器的初衷。
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在STM32中，有五個時鐘源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
①、HSI是高速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz。
②、HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率范圍為4MHz~16MHz。
③、 LSI是低速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。
④、LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。
⑤、PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。

其中40kHz的LSI供獨立看門狗IWDG使用，另外它還可以被選擇為實時時鐘RTC的時鐘源。另外，實時時鐘RTC的時鐘源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。RTC的時鐘源通過RTCSEL[1:0]來選擇。

STM32中有一個全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個頻率為48MHz的時鐘源。該時鐘源只能從PLL輸出端獲取，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當需要使用USB模塊時，PLL必須使能，并且時鐘頻率配置為48MHz或72MHz。

另外，STM32還可以選擇一個時鐘信號輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鐘。

系統時鐘SYSCLK，它是供STM32中絕大部分部件工作的時鐘源。系統時鐘可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。系統時鐘最大頻率為 72MHz，它通過AHB分頻器分頻后送給各模塊使用，AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時鐘送給5大模塊使用：
①、送給AHB總線、內核、內存和DMA使用的HCLK時鐘。
②、通過8分頻后送給Cortex的系統定時器時鐘。
③、直接送給Cortex的空閑運行時鐘FCLK。
④、送給APB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB1外設使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器2、3、4使用。
⑤、送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB2外設使用 (PCLK2，最大頻率72MHz)，另一路送給定時器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器1使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后送給ADC模塊使用。ADC
分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。

在以上的時鐘輸出中，有很多是帶使能控制的，例如AHB總線時鐘、內核時鐘、各種APB1外設、APB2外設等等。當需要使用某模塊時，記得一定要先使能對應的時鐘。

需要注意的是定時器的倍頻器，當APB的分頻為1時，它的倍頻值為1，否則它的倍頻值就為2。

連接在APB1(低速外設)上的設備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鐘信號，但它應該不是供USB模塊工作的時鐘，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鐘。USB模塊工作的時
鐘應該是由APB1提供的。

連接在APB2(高速外設)上的設備有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO 口。

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