免费制作微信小程序的网站,瀑布流资源网站模板,软件源地址大全,天津做网站的公司怎么样1. 时钟 什么是时钟呢#xff1f; 一个可以产生周期性信号的设备 什么是周期性信号#xff1f; 1 ----- ----- ----- 0 ----- ----- ----- 所以时钟信号就是周期性变化的信号 关于时钟我们有两个比较重要…1. 时钟 什么是时钟呢 一个可以产生周期性信号的设备 什么是周期性信号 1 ----- ----- ----- 0 ----- ----- ----- 所以时钟信号就是周期性变化的信号 关于时钟我们有两个比较重要的概念需要理解 T时钟周期最小重复的信号单元的时间长度基本单位为s(秒) F时钟频率1s内有多少个重复的信号单元(1s振动多少次)单位Hz T * F 1s 例子 F 200Hz 意味着 1s 振动 200次 --- 每次振动的时间是 1 / 200 s 5ms 2. 为什么需要时钟 时钟最主要的作用是用来同步信号用的 什么是同步呢 就比如我们的左腿和右腿实际上就需要进行同步两腿需要协同工作左腿迈一步然后右腿迈一步依次重复人就能正常前行。对应在我们的机器上也是一样的机器的运行是由很多器件协同工作完成的当一个器件完成分给它的工作时理应通知别的器件它完成了轮到你干活了等你干完我再继续干。类似于左腿迈完步子了要等右腿迈完左腿再迈。比如在A和B进行数据的收发时A发完数据后应该等待B去接收等B接收完了之后A再继续发这种就是同步通信 而我们的M4中大部分时序逻辑电路需要同步那设备之间怎么实现同步 这就需要用到我们的时钟信号了 设备是怎么根据时钟信号怎么实现同步的呢来看电路以及时序图 如上电路图中假设A端和B端的时序变化如下 理论上AB端的电平变化应该如上图所示输出端(AB)的电平变换应该要与B端的一致但是实际上却是下面这样为什么会有这样的现象呢主要是因为A和B输入到门时输出需要经过一段的反应时间虽然这个时间比较短。那么在B端电平变化后不能立马去读取输出端的电平应该要等待一段时间后再去读取那么应该要等待多长时间此时间段实际上是可以获取到的我们只需要对电路进行如下改动 电路修改后 C端的电平的变化如下很明显C端的高电平时期就是门处理数据的时间(记为de_t)这段时间是不正常的正常情况下C端应该一直是低电平(当门处理数据没有延时的时候)我们将C端时序中凸起的地方就称之为“毛刺”。“毛刺”时期是不正常的我们应该要略过它略过的意思是指当B的信号发生改变时我们不应该立马去读输出值而是应该等待一段时间等电路(如门)将数据处理完毕后再去读取输出值此时才是准确的 怎么略过此时就需要用到我们的时钟信号了 当我们在电路中加上REG后在REG内部的触发器(假设触发器上升沿触发)的作用下D端的电平变化如图 通过上面的时序图可以得知D此时输出的是一条干净的没有“毛刺”的信号那么通过上面这种现象我们可以总结出电路中处理“毛刺”的解决方案 输入信号只能在Clock低跳变(下降沿)时改变在Clock为高电平时保持不变T 2 * de_t (周期必须大于2倍时延) 3. 时钟信号是怎么产生的呢 在自然界中有一些物体天生就会产生摆动(振动) --- 石英晶体 如果想利用石英晶体规则地、周期性的产生方波信号需要一些电路来保证 晶振电路频率一般会比较小如12M、8M... 但是石英晶振难以满足现代计算机的高频需要如CPU它的频率会很高 那么我们就有“分频 / 倍频”电路 分频把输入频率变小 倍频把输入频率变大 比如在M4中接触的比较多的有PLL锁相环电路 4. STM32F4xx时钟树(时钟系统) 查看STM32F4xx中文参考手册.pdf第六章(复位和时钟控制)第二节(时钟)第107页可以得到M4的时钟树(见图时钟树.png) 时钟树中有几个关键名词 LSI Low Speed Internal 内部低速时钟 (32 kHz RC振荡器) LSE Low Speed External 外部低速时钟 (32.768KHz) HSI High Speed Internal 内部高速时钟 (16 MHz RC振荡器) HSE High Speed External 外部高速时钟 (8MHz) 内部时钟: 由内部集成的RC震荡电路产生 外部时钟: 由晶振产生 通过GEC-M4原理图可知 HSE_VALUE 8M(外部高速时钟8M取决于所接晶振大小) 从HSE出发沿着线路往右边走会来到SW选择器选择器一共有三路输入分别为HSE/HSI/PLLCLK(锁相环时钟)选择这三者之一作为系统时钟来使用我们的系统时钟最高可以达到168Mhz。很明显HSE/HSI提供不了168Mhz的频率那么则由锁相环提供 而锁相环的输入是由HSI和HSE二选一之后进行M分频后得到的。在我们M4中我们选择的是HSE也就是8M进行M分频后输入锁相环 即 SYSCLK PLLCLK --- 168M (HSE / M) * N / P (8Mhz / M ) * N / P 所以PLLCLK是由M和N以及P决定实际上这三者的值可以在代码中指定 M --- 代码中用PLL_M表示 --- 8分频(根据HSE而来目的将HSE分频为1M) N --- 代码中用PLL_N表示 --- 336倍频(336M) P --- 代码中用PLL_P表示 --- 2分频 选择器选择HSE/HSI/PLLCLK三者之一作为SYSCLK系统时钟后接着就可以来到AHB总线可以通过多个预分频器配置AHB频率、高速APB(APB2)和低速APB(APB1)频率 AHB BUS PLLCLK / (AHB Prescaler) // AHB Prescaler AHB总线的预分频 APBx BUS AHB BUS CLK / (APBx Prescaler) // APBx Prescaler APBx总线的预分频 AHB总线时钟最大值为168M; 低速APB(APB1)最大值为42M高速APB(APB2)最大值为84M 来到APBx总线上后我们的定时器就挂载在APBx总线上那我们的定时器的时钟频率是多少呢 通过时钟树我们可以得知定时器的时钟频率分为两种 if (APBx presc 1) 的意思是如果APB预分频值为1那么定时器时钟频率等于APB的时钟频率else 的意思就是如果APB预分频器值不为1那么定时器时钟频率等于两倍的APB的时钟频率 如果APB1 CLK 42M AHB BUS CLK / (APB1 Prescaler) APB1 Prescaler 168 / 42 4 则位于APB1总线上的定时器时钟频率为 42M*2 84M 如果APB2 CLK 84M AHB BUS CLK / (APB2 Prescaler) APB2 Prescaler 168 / 84 2 则位于APB2总线上的定时器时钟频率为 84M*2 168M 5. 修改固件库时钟相关代码 因为ST公司提供固件库的时候不知道其他公司设计的板子会采用多少频率的HSE晶振因此只提供了最大值配置 GECM4采用的是8M HSE所以需要修改 1修改 HSE_VALUE 为 8M stm32f4xx.h -- 144行 2修改 PLL 相关 PLL_M 8 (371行) PLL_N 336 (不需要改) PLL_P 2 (不需要改) system_stm32f4xx.c 上述修改需根据硬件电路的设计而来!!! 6. 定时器 timer定时器就是用来定时的器件 在STM32上一般来说定时器由三部分组成 时基单元、输入捕获单元、输出比较单元 1. 时基单元Time Bese Unit 定时器的基本单元所有定时器都具备的单元 时基单元 计数器 重载计数值寄存器 定时器预分频器 组成 时基单元工作原理 将计数器设置为一个值按照一定的时钟频率递减到0或按照一定的时钟频率从0递增到某个值当计数器溢出后可以产生一个溢出事件/中断以此来达到定时的功能 组成时基单元的三个器件的作用 1定时器预分频器TIMx_PSC 用来将定时器的总线时钟进行分频提供一个合适的频率给计数器去计数。分频系数介于1到65536之间是一个16位的寄存器 2重载计数值寄存器TIMx_ARR 用来设定计数值设为N值。如果自动重装载数值为0则计数器停止 3计数器TIMx_CNT 按照预分频器得到的频率从0递增到N或者从N递减到0并且可以在溢出后产生定时器中断/事件 溢出的含义为 如果为递增计数当计数值达到N时产生溢出 如果为递减计数当计数值达到0时产生溢出 比如如果为递增计数从0开始在一定的时钟频率下开始加1一直加加到N时此时完成计数就会溢出产生定时器中断/事件 那么我们如何知道计数器溢出产生中断时到底花费了多少时间呢 我们知道计数器每做一次运算(1运算)是需要花费时间的那么我们只需要将计数器每1所花费的时间求出来t那么产生中断的时间应该就为 (N1) * t // N1指做了N1次运算 // 从0递增到N或者从N递减到0是N次运算 // 此时通过重装载从N回到0或从0回到N又是一次运算 // 相当于秒钟计数从0加到59秒再加1又回到0 计数器每1花费的时间到底是多少首先我们要搞清楚定时器中断产生的流程 (依据于STM32F4xx中文参考手册第17章基本定时器中图188基本定时器框图) 通过如上流程图可知计数器每1所花费的时间是跟输入计数器的时钟频率有关系的 举个例子 假设TIMEx是位于APB1总线上那么Fin 84M hz 为了方便计算一般情况下TIMEx_PSC设置为83 则计数器时钟频率为Fcnt Fin / (TIMEx_PSC 1) 84M / 84 1M 此时计数器的时钟周期Tcnt 1 / Fcnt 1 / 1M 1us 此时即意味着计数器每过1us加1 所以产生定时器中断的时间为Vt (N 1)* Tcnt (N 1)us 2. 输入捕获单元 可以对一个或多个输入信号进行处理 有些定时器不具备输入捕获单元 具体可以捕捉多少个输入信号需要看你的定时器有几个通道Channel 有什么用呢 比如: 可以计算输入信号的频率 输入信号经过输入捕获阶段(数字滤波多路复用预分频去噪等等)到信号检测当检测到需要的信号状态(上升沿变化/下降沿变化)变化时就会把定时器时基单元中的TIMx_CNT计数器值锁定到输入捕获寄存器中 这样就可以根据预先设定的定时器参数(时钟频率N值等等)就可以计算出从开始捕获到锁定这个信号所花费的时间了t 那么进而我们就可以求出输入信号的频率 1/t 3. 输出比较单元 可以输出一个或多个信号 有些定时器没有输出比较单元 具体可以输出多少个信号就需要看你的定时器有几个通道Channel 输出比较 定时器可以向对应的GPIO引脚(复用功能)输出一个电平状态 并且可以根据输出比较寄存器(TIMx_CCR)中的值来翻转输出的电平状态 比如 TIMx_CCR TIMx_CNT 向GPIO引脚输出一个低电平 TIMx_CCR TIMx_CNT 向GPIO引脚输出一个高电平 典型应用: 输出PWM波 注意 输入捕获和输出比较共用一个寄存器 因此同一个定时器的输入捕获和输出比较功能不能同时使用 7. STM32F4xx定时器概述
