普冉PY32系列(四) PY32F002/003/030的時鐘設定
2023-02-11 15:00:52
目錄
- 普冉PY32系列(一) PY32F0系列32位元Cortex M0+ MCU簡介
- 普冉PY32系列(二) Ubuntu GCC Toolchain和VSCode開發環境
- 普冉PY32系列(三) PY32F002A資源實測 - 這個型號不簡單
- 普冉PY32系列(四) PY32F002/003/030的時鐘設定
PY32F030 的系統時鐘
PY32F002A, PY32F003, PY32F030 三個系列硬體相同, 下面以 PY32F030的時鐘樹結構為例說明
從圖中可以看到內部時鐘有32KHz和24MHz(從程式碼上看其實是8MHz),外部時鐘是直接接入, PLL只有2倍(按PY32F072的PLL暫存器試過, 寫入無效, 因此沒法做再高的倍頻了).
使用外接晶振時如果要達到標稱的48MHz, 晶振頻率就必須用24MHz, 而不是常見的8MHz了. 在範例程式碼中有備註在PLL啟用時, 外接晶振的頻率需要大於12MHz, 因此外部晶振的頻率可以選擇的是12MHz - 24MHz, 更低的頻率應該也行就是不能上PLL.
系統時鐘和DMA時鐘都是通過 AHB 分頻, 其它的外設通過 APB 再次分頻.
時鐘設定程式碼
以下區分HAL和LL外設庫, 對內建高速振盪源和外接高速晶振分別說明
使用內建高速振盪源
內部高速時脈頻率為24MHz, 可選的頻率有4MHz, 8MHz, 16MHz, 22.12MHz 和 24MHz, 這些是通過暫存器還原出廠校準的RC值設定達到的. 可以通過調整這些值調節頻率.
使用HAL外設庫, 24MHz
首先是在 py32f0xx_hal_conf.h 中設定 HSI_VALUE, 預設是8MHz, 這個不需要改
#if !defined (HSI_VALUE)
#define HSI_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the Internal oscillator in Hz */
#endif /* HSI_VALUE */
然後在程式碼中
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
// 設定振盪源型別
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
| RCC_OSCILLATORTYPE_HSI
| RCC_OSCILLATORTYPE_LSE
| RCC_OSCILLATORTYPE_LSI;
// 開啟內部高速時鐘
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
// 設定內部高速時脈頻率為24MHz
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_24MHz;
// 內部高速時鐘不分頻, 分頻係數可以設定為 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128
RCC_OscInitStruct.HSIDiv = RCC_HSI_DIV1;
// 關閉其它時鐘: 外接高速, 內建低速, 外接低速
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_OFF;
RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_OFF;
RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_OFF;
// 關閉PLL
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_OFF;
// 應用設定
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
// 修改時鐘後, 重新初始化 AHB,APB 時鐘
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK
| RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
| RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
// 設定 SYSCLK 時鐘源為內部高速時鐘
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
// AHB 不分頻
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
// APB 不分頻
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
// 啟用設定, flash等待時間為0
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
}
對於flash的等待時間, 普冉的範例程式碼中的建議是 小於等於24MHz的使用0, 大於24MHz的使用不到
* -- clock <= 24MHz: FLASH_LATENCY_0
* -- clock > 24MHz: FLASH_LATENCY_1
使用LL外設庫, 24MHz
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
// 啟用內部高速振盪源
LL_RCC_HSI_Enable();
// 校準為 24MHz
LL_RCC_HSI_SetCalibFreq(LL_RCC_HSICALIBRATION_24MHz);
// 等待穩定標誌位
while(LL_RCC_HSI_IsReady() != 1);
// 設定 AHB 不分頻
LL_RCC_SetAHBPrescaler(LL_RCC_SYSCLK_DIV_1);
// 設定系統時鐘源為內部高速時鐘
LL_RCC_SetSysClkSource(LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_HSISYS);
// 等待設定完成
while(LL_RCC_GetSysClkSource() != LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_STATUS_HSISYS);
// 設定flash等待時間
LL_FLASH_SetLatency(LL_FLASH_LATENCY_0);
// 設定APB 不分頻
LL_RCC_SetAPB1Prescaler(LL_RCC_APB1_DIV_1);
/* 更新全域性變數 SystemCoreClock(或者通過函數 SystemCoreClockUpdate) */
LL_SetSystemCoreClock(24000000);
/* 更新 SysTick 的時鐘源設定, 頻率為24MHz */
LL_InitTick(24000000, 1000U);
}
使用內建晶振帶PLL
PLL帶2倍頻, 可以將24MHz的內建/外接頻率翻倍成48MHz. 手冊上 PY32F030的最高工作頻率. 實際上 PY32F002A 和 PY32F003 工作在這個頻率上也毫無問題.
使用HAL外設庫, 48MHz
首先在 py32f0xx_hal_conf.h 中設定 HSI_VALUE, 預設是8MHz 不需要改
#if !defined (HSI_VALUE)
#define HSI_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the Internal oscillator in Hz */
#endif /* HSI_VALUE */
然後在程式碼中
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
| RCC_OSCILLATORTYPE_HSI
| RCC_OSCILLATORTYPE_LSE
| RCC_OSCILLATORTYPE_LSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; /* HSI ON */
RCC_OscInitStruct.HSIDiv = RCC_HSI_DIV1; /* No division */
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_16MHz; /* HSI =16MHz */
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_OFF; /* OFF */
RCC_OscInitStruct.HSEFreq = RCC_HSE_16_32MHz;
RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_OFF; /* OFF */
RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_OFF; /* OFF */
// 以上部分和使用HSI作為時鐘源是一樣的, 以下是PLL相關的設定, 首先是開啟PLL
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
// 將PLL時鐘源設定為內部高速, HSI頻率需要高於12MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
// 應用設定
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
// 設定系統時鐘
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
// 設定PLL為系統時鐘源
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
// AHB 不分頻
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
// APB 不分頻
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
// 應用設定
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
}
使用LL外設庫, 48MHz
LL外設庫的PLL設定比較簡潔
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
LL_UTILS_ClkInitTypeDef UTILS_ClkInitStruct;
// 啟用內部高速
LL_RCC_HSI_Enable();
// 設定為24MHz, 這裡可以微調頻率, 值越大頻率越快
LL_RCC_HSI_SetCalibFreq(LL_RCC_HSICALIBRATION_24MHz + 15);
// 等待穩定
while (LL_RCC_HSI_IsReady() != 1);
// AHB 不分頻
UTILS_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = LL_RCC_SYSCLK_DIV_1;
// APB 不分頻
UTILS_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = LL_RCC_APB1_DIV_1;
// 設定系統時鐘源為PLL+HSI, 注意這個方法名
LL_PLL_ConfigSystemClock_HSI(&UTILS_ClkInitStruct);
// 更新 SysTick的設定
LL_InitTick(48000000, 1000U);
}
使用外部晶振
以下程式碼基於24MHz的外部晶振, 如果使用其它頻率的晶振要對應調整
使用HAL外設庫, 24MHz
首先是在 py32f0xx_hal_conf.h 中設定 HSE_VALUE, 使用的是24MHz的晶振, 這裡設定為 24000000
#if !defined (HSE_VALUE)
#define HSE_VALUE ((uint32_t)24000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#endif /* HSE_VALUE */
然後在程式碼中
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
// 啟用外部高速晶振
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
// 頻率範圍為 16-32MHz
RCC_OscInitStruct.HSEFreq = RCC_HSE_16_32MHz;
// 應用設定
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
// 設定時鐘源為外部高速晶振
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSE;
// AHB 和 APB 都不分頻
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
/*
* Re-initialize RCC clock
* -- clock <= 24MHz: FLASH_LATENCY_0
* -- clock > 24MHz: FLASH_LATENCY_1
*/
// 應用設定
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
}
使用LL外設庫, 24MHz
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
// 啟用外部高速晶振
LL_RCC_HSE_Enable();
// 設定頻率範圍為 16 - 32MHz
LL_RCC_HSE_SetFreqRegion(LL_RCC_HSE_16_32MHz);
// 等待穩定
while(LL_RCC_HSE_IsReady() != 1);
// 設定 AHB 為不分頻
LL_RCC_SetAHBPrescaler(LL_RCC_SYSCLK_DIV_1);
// 設定系統時鐘源為外部高速晶振
LL_RCC_SetSysClkSource(LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_HSE);
// 等待穩定
while(LL_RCC_GetSysClkSource() != LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_STATUS_HSE);
// 設定 APB 不分頻
LL_RCC_SetAPB1Prescaler(LL_RCC_APB1_DIV_1);
// 更新系統時鐘值
/* Update global SystemCoreClock(or through SystemCoreClockUpdate function) */
LL_SetSystemCoreClock(HSE_VALUE);
// 更新 SysTick
/* Re-init frequency of SysTick source */
LL_InitTick(HSE_VALUE, 1000U);
}
使用外部晶振帶PLL
使用HAL外設庫, 48MHz
首先是在 py32f0xx_hal_conf.h 中設定 HSE_VALUE, 使用的是24MHz的晶振, 這裡設定為 24000000
#if !defined (HSE_VALUE)
#define HSE_VALUE ((uint32_t)24000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#endif /* HSE_VALUE */
然後在程式碼中
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; /* Turn on HSE */
RCC_OscInitStruct.HSEFreq = RCC_HSE_16_32MHz; /* HSE frequency range */
// 開啟 PLL
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
// 設定 PLL 時鐘源為外部高速晶振
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
// 應用設定
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
// 設定系統時鐘源為PLL
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
// AHB和APB都不分頻
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; /* APH no division */
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; /* APB no division */
/*
* Re-initialize RCC clock
* -- clock <= 24MHz: FLASH_LATENCY_0
* -- clock > 24MHz: FLASH_LATENCY_1
*/
// 應用設定
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1) != HAL_OK)
{
APP_ErrorHandler();
}
}
使用LL外設庫, 48MHz
static void APP_SystemClockConfig(void)
{
LL_UTILS_ClkInitTypeDef UTILS_ClkInitStruct;
// 啟用外部高速晶振
LL_RCC_HSE_Enable();
// 設定頻率範圍
LL_RCC_HSE_SetFreqRegion(LL_RCC_HSE_16_32MHz);
// 等待穩定
while(LL_RCC_HSE_IsReady() != 1);
// 設定 AHB 不分頻, APB 不分頻
UTILS_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = LL_RCC_SYSCLK_DIV_1;
UTILS_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = LL_RCC_APB1_DIV_1;
// 設定系統時鐘源為外部高速晶振, 關閉 BYPASS (BYPASS開啟後外部時鐘源將會通過 PF0 輸入到晶片內部，PF1 作為 GPIO 使用)
LL_PLL_ConfigSystemClock_HSE(24000000U, LL_UTILS_HSEBYPASS_OFF, &UTILS_ClkInitStruct);
/* Re-init frequency of SysTick source, reload = freq/ticks = 48000000/1000 = 48000 */
// 更新 SysTick
LL_InitTick(48000000, 1000U);
}