本文提到的有以下內(nèi)容： ? 時(shí)鐘系統(tǒng)與總線矩陣 ? SysTick系統(tǒng)定時(shí)器 ? RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ? 看門狗定時(shí)器 ? 通用定時(shí)器 一、時(shí)鐘系統(tǒng)與總線矩陣 stm32F4的時(shí)鐘樹如下圖所示： 在STM32中，有五個(gè)時(shí)鐘源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。 HSI是高速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz。 HSE是高速外部時(shí)鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時(shí)鐘源，頻率范圍為4MHz~16MHz。 LSI是低速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。 LSE是低速外部時(shí)鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。 PLL為鎖相環(huán)倍頻輸出，其時(shí)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(guò)72MHz。 我們?cè)趯W(xué)習(xí)51單片機(jī)的時(shí)候，其內(nèi)部是沒(méi)有晶振的，而stm32是有的。stm32可以通過(guò)RCC（時(shí)鐘控制寄存器）對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行參數(shù)配置以及使能。我們還可以通過(guò)修改system_stm32f4xx.c文件，來(lái)配置上述時(shí)鐘樹上的一些分頻、倍頻參數(shù)，得到理想的頻率。 在單片機(jī)系統(tǒng)中，CPU和總線以及外設(shè)的時(shí)鐘設(shè)置是非常重要的，因?yàn)闆](méi)有時(shí)鐘就沒(méi)有時(shí)序，組合電路需要好好理解清楚。我們先來(lái)看一下總線矩陣。 片上總線標(biāo)準(zhǔn)種類繁多，而由ARM公司推出的AMBA片上總線受到了廣大IP開發(fā)商和SoC系統(tǒng)集成者的青睞，已成為一種流行的工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)片上結(jié)構(gòu)。AMBA規(guī)范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系統(tǒng)總線和APB(Advanced Peripheral Bus)外圍總線。二者分別適用于高速與相對(duì)低速設(shè)備的連接。 一般性的時(shí)鐘設(shè)置需要先考慮系統(tǒng)時(shí)鐘的來(lái)源，是內(nèi)部RC還是外部晶振還是外部的振蕩器，是否需要PLL。然后考慮內(nèi)部總線和外部總線，最后考慮外設(shè)的時(shí)鐘信號(hào)。遵從先倍頻作為CPU時(shí)鐘，然后在由內(nèi)向外分頻，下級(jí)遷就上級(jí)的原則。 二、SysTick系統(tǒng)定時(shí)器?? SysTick—系統(tǒng)定時(shí)器是屬于CM4內(nèi)核中的一個(gè)外設(shè)，內(nèi)嵌在NVIC中。系統(tǒng)定時(shí)器是一個(gè)24bit的向下遞減的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器每計(jì)數(shù)一次的時(shí)間為1/SYSCLK，一般我們?cè)O(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK等于180M。當(dāng)重裝載數(shù)值寄存器的值遞減到0的時(shí)候，系統(tǒng)定時(shí)器就產(chǎn)生一次中斷，以此循環(huán)往復(fù)。 因?yàn)镾ysTick是屬于CM4內(nèi)核的外設(shè)，所以所有基于CM4內(nèi)核的單片機(jī)都具有這個(gè)系統(tǒng)定時(shí)器，使得軟件在CM4單片機(jī)中可以很容易的移植。 系統(tǒng)定時(shí)器一般用于操作系統(tǒng)，用于產(chǎn)生時(shí)基，維持操作系統(tǒng)的心跳。 一般用于系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行以及延時(shí)函數(shù)。 三、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘 RTC（Real-Time Clock)實(shí)時(shí)時(shí)鐘為操作系統(tǒng)提供了一個(gè)可靠的時(shí)間，并且在斷電的情況下，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘也可以通過(guò)電池供電，一直運(yùn)行下去。 RTC通過(guò)STRB/LDRB這兩個(gè)ARM指令向CPU傳送8位數(shù)據(jù)（BCD碼）。數(shù)據(jù)包括秒，分，小時(shí)，日期，天，月和年。RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘依靠一個(gè)外部的32.768Khz的石英晶體，產(chǎn)生周期性的脈沖信號(hào)。每一個(gè)信號(hào)到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器就加1，通過(guò)這種方式，完成計(jì)時(shí)功能。 RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘有如下一些特性： 1，BCD數(shù)據(jù)：這些數(shù)據(jù)包括秒、分、小時(shí)、日期、、星期幾、月和年。 2，閏年產(chǎn)生器 3，報(bào)警功能：報(bào)警中斷或者從掉電模式喚醒 4，解決了千年蟲問(wèn)題 （詳見） 5，獨(dú)立電源引腳RTCVDD 6，支持ms中斷作為RTOS內(nèi)核時(shí)鐘 7，循環(huán)復(fù)位（round reset)功能 如圖，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的框架圖，XTIrtc和XTOrtc產(chǎn)生脈沖信號(hào)，即外部晶振。傳給2^15的一個(gè)時(shí)鐘分頻器，得到一個(gè)128Hz的頻率，這個(gè)頻率用來(lái)產(chǎn)生滴答計(jì)數(shù)。當(dāng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)為0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)TIME TICK中斷信號(hào)。時(shí)鐘控制器用來(lái)控制RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的功能。復(fù)位寄存器用來(lái)重置SEC和MIN寄存器。閏年發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生閏年邏輯。報(bào)警發(fā)生器用來(lái)控制是否產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 四、看門狗定時(shí)器 看門狗定時(shí)器又分為獨(dú)立看門狗IWDG和窗口看門狗WWDG。 1、獨(dú)立看門狗 獨(dú)立看門狗IWDG其實(shí)是一個(gè)12位遞減計(jì)數(shù)器，有故障時(shí)，計(jì)數(shù)器減到0，產(chǎn)生復(fù)位，無(wú)故障時(shí)，計(jì)數(shù)器減到0之前就刷新計(jì)數(shù)值（喂狗），不進(jìn)行復(fù)位。其采用獨(dú)立時(shí)鐘，主要用于監(jiān)視硬件錯(cuò)誤（不受系統(tǒng)時(shí)鐘影響）。 2、窗口看門狗 窗口看門狗WWDG其實(shí)是一個(gè)7位遞減計(jì)數(shù)器，有計(jì)數(shù)上下限，下限位0x40，上限由用戶指定，上下限之間刷新計(jì)數(shù)值則不復(fù)位，其他都復(fù)位。采用系統(tǒng)時(shí)鐘，主要用于監(jiān)視軟件錯(cuò)誤。 五、通用定時(shí)器 stm32的定時(shí)器有基本定時(shí)器、通用定時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器。這里以通用定時(shí)器為例，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，需要設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)，并不是直接使用APB1的時(shí)鐘。 通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)模式分為5種： ? 向上計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到自動(dòng)裝載值。 ? 向下計(jì)數(shù)：從自動(dòng)裝載值計(jì)數(shù)到0。 ? 向上向下計(jì)數(shù)（中心對(duì)齊計(jì)數(shù)）：計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到自動(dòng)裝載值，再?gòu)淖詣?dòng)裝載值計(jì)數(shù)到0，反復(fù)循環(huán)。 ? 輸入捕獲：測(cè)量輸入信號(hào)的脈寬、PWM波的占空比等。 ? 輸出比較：PWM波用的就是這種模式。 定時(shí)器的時(shí)間公式：T=((n-1)*(pre-1))/Tclk，其中n為計(jì)數(shù)值，pre為預(yù)分頻系數(shù)，Tclk為定時(shí)器時(shí)鐘。 為什么計(jì)數(shù)值和預(yù)分頻系數(shù)要減一？因?yàn)橛?jì)數(shù)是從0開始的，而預(yù)分頻系數(shù)為0時(shí)，表示不分頻。 定時(shí)器用于中斷時(shí)，注意更新中斷標(biāo)志位。 轉(zhuǎn)自： (mbbeetchina)