时钟

概述

A device that generate perodic signals for timing.

时钟是单片机运行的基础，时钟信号推动单片机内各个部分执行相应的指令。 时钟系统就是 CPU 的脉搏，决定 cpu 速率，像人的心跳一样 只有有了心跳，人才能做其他的事情，而单片机有了时钟，才能够运行执行指令，才能够做其他的处理 (点灯，串口，ADC)，时钟的重要性不言而喻。

描述时钟有两个符号：

T 时钟周期 ，表示时钟信号一个高电平和一个低电平总共所需要的时长(单位 s)

f 时钟频率，表示单位时间内可以产生多少个 时钟周期信号(振动次数)

T\times f=1

时钟的作用

利用时序逻辑电路，增加时钟信号来实现电路的同步工作，可以降低电路中的差错信号(毛刺)

一个解决方案：

可以约定在下降沿信号改变，在上升沿取得输出电平，则若占空比为 60%，则 $0.4T>\Delta t(差错时间)$

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为什么 STM32 要有多个时钟源呢？

STM32 本身十分复杂，外设非常多 但我们实际使用的时候只会用到有限的几个外设，使用任何外设都需要时钟才能启动，但并不是所有的外设都需要系统时钟那么高的频率，为了兼容不同速度的设备，有些高速，有些低速，如果都用高速时钟，势必造成浪费 并且，同一个电路，时钟越快功耗越快，同时抗电磁干扰能力也就越弱，所以较为复杂的 MCU 都是采用多时钟源的方法来解决这些问题。所以便有了 STM32 的时钟系统和时钟树。

总括：

• STM32 时钟系统主要的目的就是给相对独立的外设模块提供时钟，也是为了降低整个芯片的耗能。
• 系统时钟，是处理器运行时间基准 （每一条机器指令一个时钟周期）
• 时钟是单片机运行的基础，时钟信号推动单片机内各个部分执行相应的指令。
• 一个单片机内提供多个不同的系统时钟，可以适应更多的应用场合。
• 不同的功能模块会有不同的时钟上限，因此提供不同的时钟，也能在一个单片机内放置更多的功能模块。
• 对不同模块的时钟增加开启和关闭功能，可以降低单片机的功耗
• STM32 为了低功耗，他将所有的外设时钟都设置为 disable(不使能) ，用到什么外设，只要打开对应外设的时钟就可以， 其他的没用到的可以还是 disable(不使能)，这样耗能就会减少。 这就是为什么不管你配置什么功能都需要先打开对应的时钟的原因

时钟信号的产生 ZH CN

• 振荡器

  速度太慢

• 晶振

  • 有源
  • 无源

STM32F4xx 时钟树(时钟系统)

• LSI ：Low Speed Internal 内部低速时钟
• LSE：Low Speed External 外部低速时钟
• HSI ：High Speed Internal 内部高速时钟
• HSE：High Speed External 外部高速时钟

本开发板上，

HSE_VALUE = 8M

PLLCLK = \frac{HSEVALUE\times N}{M \times P}

主频最高可达 168MHz

AHB BUS clock = \frac{PLLCLK}{AHBprescaler} AHBprescaler AHB 总线的预分频

APBx = \frac{AHBclock}{APBx prescaler} APBx prescaler APBx 总线的预分频

• APB1 : 低速外设总线，最高达 42M（预分频为 4）
• APB2 : 高速外设总线，最高达 84M（预分配为 2）

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