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超低功耗研发-STM32L151C8T6芯片时钟系统概述

来源:中国电子网技术论坛发布日期:2019-06-24浏览次数:0
前言:
    由于之前对STM32Fxx系列相对熟悉,所以涉及到超低功耗设备时,自然就选用STM32家族的STM32Lxx系列产品。
STM32L151C8T6 功能特点:
(1)Flash:64k
(2)RAM:10k
(3)EEPROM:4k
(4)USART:3
(5)SPI:2
了解一个CPU,时钟也是非常重要的,如下图所示:
 
 
从图中可知:共有5 种时钟源,分别为
     HSE:外部8M晶振)、
     HSI: 内部高速晶振16MHz
     LSI:内部低速晶振37khz
     LSE: 外部低速晶振 32.768khz
     MSI: 内部多速度段晶振,65.536khz、131.072khz、262.144khz、524.288khz、1.048MHz、2.097MHz、4.194MHz,默认2.097MHz
一、MSI 介绍    
    MSI的使用机会比较多,分别为:reset后、stop模式下的wake-up、 待机模式。
    MSI RC振荡器,具有超低功耗的优势(没有外部器件),用于低功耗模式时钟源,它被用于在超低功耗模式下的唤醒时钟。
    如果HSE时钟源有故障,MSI也是作为备用时钟源。
二、HSE 介绍
    HSE 就是外部时钟源,一般使用8M或12M,这个也是CPU在进入应用程序后,主要使用的时钟,CPU上电后,运行的第一个函数SystemInit就是针对HSE的配置,当然,如果HSE有故障,会切换使用MSI。HSE可以通过HSEON寄存器配置,实现使用/禁止功能。
三、HSI时钟
    HSI是CPU的一个内部16MHz RC振荡器,是可以直接用于系统 时钟或PLL输入的,HSI的 优点是功耗低,因为不需要外围器件,而且启动时间比HSE快, 缺点是HSI的精度没有HSE的精度高,精度低就意味着涉及到精确延时时,不好 控制,比如18B20等传感器的时序经常都需要微秒级的计时。
四、PLL锁相环
    这个锁相环的作用就是对时钟源频率 进行升频和分频,通过组合实现想要的时钟频率。内核工作电压不同,最大升频值也不同,最大可以到96MHz,但是CPU的最大频率只有32MHz。
五、LSE 时钟
    外部低速时钟源,就是常见的32.768khz时钟,优点是,低功耗,高精度,所以一般用于RTC,LSE的启动和停止开关,通过LSEON位(RCC_CSR寄存器中)
六、LSI时钟
    内部低速时钟,是一种低功耗时钟源,在stop模式、待机模式、独立看门狗下,使用该 时钟源,该时钟频率在37khz左右。
系统时钟SYSCLK源的选择有4种,分别为:
① HSI
② HSE (说明可以直接使用外部8M晶振,不经过PLL)
③ PLL  
④ MSI(复位后的默认时钟源)
时钟源切换
    一旦一个时钟源启用后,是不能直接stop它的。不过从一个时钟源 是可以切换到另一个时钟源的(这里应该就应用在低功耗模式与正常模式之间切换)。不过切换需要先让要换的时钟ready, 所以要通过对应的寄存器查询时钟是否ready,然后再进行切换。
 
   时钟频率的改变,是要遵循规定的,如果改变频率超过4倍,则需要分次改变,而且 之间的时间间隔要大于5us,比如:
    我们想将系统时钟从4.2MHz提升到32MHz,那么我们就要先将4.2MHz升频道16MHz,然后等待5us,再从16MHz升到32MHz。
 

 
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