STM32-时钟系统内容概要：

STM32时钟系统概述

SysTick定时器讲解

HAL_Delay()函数的实现

STM32通用定时器介绍

STM32通用定时器实例

STM32时钟系统概述

内容概要：

时钟系统的概念及意义

常见振荡器介绍

时钟树分析

时钟配置

时钟系统的概念及意义：

概念：时钟系统是由振荡器（信号源）、定时唤醒器、分频器等组成的电路。常用的信号源有晶体振荡器和RC振荡器。

意义：时钟是嵌入式系统的脉搏，处理器内核在时钟驱动下完成指令执行，状态变换等动作，外设部件在时钟的驱动下完成各种工作，比如串口数据的发送、A/D转换、定时器计数等等。因此时钟对于计算机系统是至关重要的，通常时钟系统出现问题也是致命的，比如振荡器不起振、振荡不稳、停振等。

常见振荡器简介：

概念：振荡器是用来产生重复电子讯号的电子元件。其构成的电路叫振荡电路，能将直流电转换为具有一定频率交流信号输出的电子电路或装置。

分类：振荡器主要分为RC，LC振荡器和晶体振荡器。RC振荡器是采用RC网络作为选频移相网络的振荡器。LC振荡器是采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器。晶体振荡器的振荡频率受石英晶体控制。

RC振荡器：

RC振荡器是又电阻电容构成的振荡电路，能将直流电转换为具有一定频率交流信号输出的电子电路或装置。

优点：实现的成本比较低，毕竟就是一个电阻电容

缺点：由于电阻电容的精度问题所以RC振荡器的震荡频率会有误差，同时受到温度、湿度的影响

晶体振荡器：

石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

优点：相对来说震荡频率一般都比较稳定,同时精度也较高

缺点：就是价格要稍微高点了，还有用晶体振荡器一般还需要接两个15-33pF起振电容

STM32F0时钟源介绍：

STM32 中有四个时钟源：

    HSI：高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz；

    HSE：高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~16MHz

    LSI：低速内部时钟，RC振荡器，频率为40KHz。独立看门狗时钟源只能是这个，还可做RTC时钟源

    LSE：低速外部时钟，接32.768KHz的石英晶体。这个主要是RTC的时钟源

STM32 时钟树的分析：

复位和时钟控制 (RCC)：

STM32Cubemx配置时钟：

SystemInit () 系统时钟初始化：

void SystemInit(void)

System_stm32f0xx.c中定义，在系统启动之后，程序会先执行 HAL 库定义的 SystemInit 函数，进行系统一些初始化配置，复位 RCC 时钟配置为默认复位值（默认开启 HSI）

void SystemClock_Config(void)

在main.c中定义，实现时钟的具体配置，配置PLL, 配置AHB和HPB的时钟

SysTick定时器讲解

内容概要：

SysTick定时器简介

SysTick定时器工作原理分析

SysTick寄存器

SysTick定时器使用实例

SysTick定时器简介：

概念：

    定时器，能够定时、计数的器件称为定时器。

    SysTick,  称作系统滴答定时器，简称滴答定时器。是一个定时设备，位于Cortex-M0内核中，可以对输入的时钟进行计数，当然，如果时钟信号是周期性的，计数也就是计时。

    系统定时器一般用于操作系统，用于产生时基，维持操作系统的心跳。根据这个中断，系统就可以实现时间片的计算从而切换进程。

工作原理：滴答定时器是一个24位定时器，也就是最多能计数2^24。在使用的时候，我们一般给计数器送一个初始的计数值，计数器向下计数，每来一个时钟信号，计数初值就减一，计数值减到0的时候，就会发出一次中断。然后重新从计数初值再减一计数，循环不断。

SysTick定时器工作原理图：

SysTick寄存器：

SysTick定时器初始化：

Main中已经实现对SysTick定时器的初始化

1. 
   
2. void SystemClock_Config(void);
   
3. HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);//HAL_RCC_GetHCLKFreq()函数得到的就是HCLK的频率，除以1000表示1/(HCLK/1000)秒钟计数一次
   
4. SysTick_Config(TicksNumb);

复制代码

在core_cm0.h定义了SysTick_Config(uint32_t ticks)

SysTick中断相关：

SysTick定时器使用实例：

实例： 利用SysTick定时器实现0.5秒钟打印一个字符串

设置串口：

设置系统时钟为外部时钟：

追加到回调函数：

在main.c函数中重新编写fputc 和 回调函数：

1. 
   
2. int fputc(int ch,FILE *f){       
   
3.     while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);       
   
4.     USART1->TDR=(uint8_t)ch;
   
5.     return ch;
   
6. }
   
7. 
   
8. void HAL_SYSTICK_Callback(void)
   
9. {
   
10.         static int time_flag = 0;
    
11.         time_flag++;
    
12.         if(time_flag >= 500)
    
13.         {
    
14.                 printf("this is systick test!\n");
    
15.                 time_flag = 0;
    
16.         }
    
17. }

复制代码

测试结果：

HAL_Delay()函数的实现

HAL_Delay()分析：

利用SysTick实现精准的延时：

1. 
   
2. __weak void HAL_Delay(__IO uint32_t Delay)
   
3. {
   
4.   uint32_t    tickstart = 0U;
   
5. 
   
6.   tickstart     = HAL_GetTick();
   
7.   while((HAL_GetTick() - tickstart) < Delay) ;
   
8. }
   

复制代码

HAL_Delay()  的局限：

HAL库的延时函数有一个局限性，在中断服务函数中使用HAL_Delay会引起混乱，因为它是通过中断方式实现，而 Systick 的中断一般操作系统优先级是最低的，所以在中断中运行 HAL_Delay 会导致死锁的现象。

STM32通用定时器介绍

内容概要：

STM32F051定时器介绍

几种定时器功能比较

定时器的计数原理

定时器输入捕获与输出比较

STM32F051定时器介绍：

STM32F051xx 系列器件包括多达 6 个通用定时器，1个基本定时器和1个高级定时器。

几种定时器功能比较：

通用定时器TIMx功能：

    ● 定时器定时计数

    ● 输入捕获

    ● 输出比较

    ● PWM输出

    ● 使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路

高级定时器TIM1功能：

    ● 通用定时器的有功能

    ● 带死区控制和紧急刹车，可用于PWM控制电机

基本定时器TIM1功能：

    ● 主要运用于定时计数以及驱动DAC

定时器计数模式：

向上计数模式：计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。

向下计数模式：计数器从自动装入的值(TIMx_ARR)开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。

中央对齐模式（向上/向下计数）：计数器从0开始计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数。

定时器计数原理：（很重要，后面编程时配置通用定时器要用到）

时钟源：定时器时钟 TIMxCLK，即内部时钟 CK_INT，经 APB 预分频器后分频提供

计数器时钟：定时器时钟经过 PSC 预分频器之后，即 CK_CNT，用来驱动计数器计数

计数器CNT： 是一个 16 位/32的计数器

自动重装载寄存器：这里面装着计数器能计数的最大数值。当计数到这个值的时候，如果使能了中断的话，定时器就产生溢出中断

计时中断时间：     1/（TIMxCLK/(PSC+1)）  *  (ARR+1)

定时器输入捕获与输出比较：

输入捕获：输入捕获可以用来捕获外部事件，比如引脚的电平变化（上升沿，下降沿），并记录下变化的时间，通常可以用来测量外部信号的频率或者电平持续的时间。

输出比较：此项功能是用来控制一个输出波形，当计数器与捕获/比较寄存器的内容相同时，输出比较功能做出相应动作，比如电平的翻转。通常用于生产PWM波形。

STM32通用定时器实例

STM32定时器使用实例：利用通用定时器实现定时0.5秒中断，并在中断处理函数中打印输出字符。

追加到回调函数：

重新编写fputc 和 回调函数：

1. 
   
2. ​int fputc(int ch,FILE *f){       
   
3.     while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);       
   
4.     USART1->TDR=(uint8_t)ch;
   
5.     return ch;
   
6. }
   
7. 
   
8. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
9. {
   
10.         if(htim->Instance == TIM3)
    
11.         {
    
12.                 printf("my name is 张三\n");
    
13.         }
    
14. }

复制代码

启动定时器并使能中断：

1. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);//启动定时器并使能中断

复制代码

测试结果：