STM教程 STMS時(shí)鐘編程及其實(shí)例

1、第八章 STM8S207時(shí)鐘編程及其實(shí)例本章介紹 STM8S207 的時(shí)鐘編程。STM8S207 時(shí)鐘控制器功能強(qiáng)大而靈活易用，允許程序運(yùn)行中將主時(shí)鐘從一個(gè)時(shí)鐘源切換到另一個(gè)時(shí)鐘源，而且同一個(gè)時(shí)鐘源可以任意更改分頻系數(shù)。 8.1 STM8 時(shí)鐘控制簡(jiǎn)介 時(shí)鐘控制器功能強(qiáng)大而且靈活易用。其目的在于使用戶在獲得最好性能的同時(shí)，亦能保證消耗的功率最低。 用戶可獨(dú)立地管理各個(gè)時(shí)鐘源，并將它們分配到 CPU 或各個(gè)外設(shè)。主時(shí)鐘和CPU 時(shí)鐘均帶有預(yù)分頻器。 具有安全可靠的無(wú)故障時(shí)鐘切換機(jī)制，可在程序運(yùn)行中將主時(shí)鐘從一個(gè)時(shí)鐘源切換到另一個(gè)時(shí)鐘源。 抗電磁干擾時(shí)鐘配置寄存器 為了避免由電磁干擾造成的對(duì)應(yīng)用程

2、序誤寫操作或系統(tǒng)掛起，大多數(shù)關(guān)鍵的時(shí)鐘配置寄存器都有一個(gè)互補(bǔ)寄存器與之相對(duì)應(yīng)。系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)檢測(cè)這些關(guān)鍵寄存器與其互補(bǔ)寄存器之間是否匹配。如果不匹配，則產(chǎn)生一個(gè) EMS 復(fù)位，從而使應(yīng)用程序恢復(fù)到正常操作。詳情請(qǐng)參見時(shí)鐘寄存器描述。 1、主時(shí)鐘源介紹 下面 4種時(shí)鐘源可用做主時(shí)鐘 1、1-24MHz 高速外部晶振（HSE） 2、最大 24MHz 高速外部時(shí)鐘信號(hào) 3、16MHz 高速內(nèi)部 RC 振蕩器（HSI） 4、128KHz 低速內(nèi)部 RC（LSI） 所以總的來(lái)說(shuō)可以分為三種時(shí)鐘源，HSE、HSI、LSI 2、時(shí)鐘樹，如下圖所示由上圖可以發(fā)現(xiàn)，作為 f_cpu 的時(shí)鐘源可以來(lái)源于 f_hse

3、、f_hsi 經(jīng)過(guò) HSIDIV分頻后的時(shí)鐘、f_lsi 這三個(gè)時(shí)鐘源。而選擇開關(guān)在 CKM7:0中。由此事實(shí)上可以作為 f_master 的時(shí)鐘源頻率有： 外部 HSE 24MHz 內(nèi)部高速 HSI 16MHz、2 分頻的8MHz、4 分頻的4MHz、8 分頻的2MHz（復(fù)位默認(rèn)時(shí)鐘源） 內(nèi)部低速 LSI 128KHz 上面得到的頻率是 f_master 的頻率，然后 f_master 還可以通過(guò) CPUDIV 來(lái)分頻后提供 f_cpu 的時(shí)鐘，CPUDIV 可以為 1、2、4、8、16、32、64、128 分頻，最終得到是 CPU 的時(shí)鐘頻率 f_cpu。3、時(shí)鐘切換 時(shí)鐘切換功能為用戶提

4、供了一種易用、快速、安全的從一個(gè)時(shí)鐘源切換到另一個(gè)時(shí)鐘源的途徑。 (1)、系統(tǒng)啟動(dòng) 為使系統(tǒng)快速啟動(dòng)，復(fù)位后時(shí)鐘控制器自動(dòng)使用 HSI 的 8 分頻(HSI/8)做為主時(shí)鐘（2MHz）。其原因?yàn)?HSI 的穩(wěn)定時(shí)間短，而 8 分頻可保證系統(tǒng)在較差的 VDD條件下安全啟動(dòng)。 一旦主時(shí)鐘源穩(wěn)定，用戶程序可將主時(shí)鐘切換到另外的時(shí)鐘源。 (2)、主時(shí)鐘切換的過(guò)程 用戶可選擇下面兩種方式切換時(shí)鐘源：自動(dòng)切換、手動(dòng)切換 自動(dòng)切換使用戶可使用最少的指令完成時(shí)鐘源的切換。應(yīng)用軟件可繼續(xù)其它操作而不用考慮切換事件所占的確切時(shí)間。具體方法在實(shí)例中講解 手動(dòng)切換與自動(dòng)切換不同，不能夠立即切換，但它允許用戶精確地控制

5、切換事件發(fā)生的時(shí)間。具體方法在實(shí)例中講解 8.2 時(shí)鐘控制寄存器及設(shè)置 第六章的 IO 口實(shí)驗(yàn)之所以能正常運(yùn)行的原因是在于 STM8S207 上電復(fù)位后有默認(rèn)的時(shí)鐘源，所以可以正常工作，但是為了更好使用和理解 STM8S207 是有必要清楚掌握 STM8S207 的時(shí)鐘編程。 1、主時(shí)鐘切換寄存器 CLK_SWR由上面的時(shí)鐘樹可知，CLK_SWR 對(duì)應(yīng)的就是 CKM7:0，我也很好奇為什么不一致。 CLK_SWR 有特定的值才有效，是選擇三個(gè)時(shí)鐘源之一作為 f_master 的時(shí)鐘輸入。具體如下所示： 0xE1：HSI 為主時(shí)鐘源(復(fù)位值) 0xD2：LSI 為主時(shí)鐘源(僅當(dāng) LSI_EN 選

6、項(xiàng)位為 1 時(shí)) 0xB4：HSE 為主時(shí)鐘源2、主時(shí)鐘狀態(tài)寄存器 CLK_CMSR對(duì)應(yīng)著 CLK_SWR，由硬件置位或清除。用以指示當(dāng)前所選的主時(shí)鐘源。如果該寄存器中的值為無(wú)效值，則產(chǎn)生 MCU 復(fù)位 0xE1：HSI 為主時(shí)鐘源(復(fù)位值) 0xD2：LSI 為主時(shí)鐘源(僅當(dāng) LSI_EN 選項(xiàng)位為 1 時(shí)) 0xB4：HSE 為主時(shí)鐘源 3、時(shí)鐘分頻寄存器 CLK_CKDIVR這個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)了時(shí)鐘樹中的 HSIDIV 以及 CPUDIV，正如前面所說(shuō)的 HSIDIV可以把內(nèi)部高速 RC 時(shí)鐘源分頻后才對(duì) f_master 提供時(shí)鐘周期；CPUDIC 就是把f_master 的時(shí)鐘周期分頻后

7、再對(duì) f_cpu 提供時(shí)鐘周期。具體分頻倍數(shù)為： HSIDIV1:0：高速內(nèi)部時(shí)鐘預(yù)分頻器，由軟件寫入，用于指定 HSI 分頻因子。 00：fHSI = fHSI RC 輸出 01：fHSI = fHSI RC 輸出/2 10：fHSI = fHSI RC 輸出/4 11：fHSI = fHSI RC 輸出/8 CPUDIV2:0：CPU 時(shí)鐘預(yù)分頻器，由軟件寫入，用于指定 CPU 時(shí)鐘預(yù)分頻因子。 000：fCPU = fMASTER 001：fCPU = fMASTER/2 010：fCPU = fMASTER/4 011：fCPU = fMASTER/8 100：fCPU = fMAST

8、ER/16 101：fCPU = fMASTER/32 110：fCPU = fMASTER/64 111：fCPU = fMASTER/128 4、切換控制寄存器 CLK_SWCR這個(gè)寄存器主要是查看時(shí)鐘源的切換標(biāo)志位，具體含義如下： SWIF：時(shí)鐘切換中斷標(biāo)志位 由硬件置位或軟件寫 0 清除。該位的含義取決于 SWEN 位的狀態(tài)。 手動(dòng)切換模式下(SWEN=0)： 0：目標(biāo)時(shí)鐘源未準(zhǔn)備就緒 1：目標(biāo)時(shí)鐘源準(zhǔn)備就緒 自動(dòng)切換模式下(SWEN=0)： 0：無(wú)時(shí)鐘切換事件發(fā)生 1：有時(shí)鐘切換事件發(fā)生 SWIEN：時(shí)鐘切換中斷使能由軟件置位或清除 0：時(shí)鐘切換中斷禁用 1：時(shí)鐘切換中斷使能 SWE

9、N：切換啟動(dòng)/停止由軟件置位或清除。向該位寫 1 將切換主時(shí)鐘至寄存器 CLK_SWR 指定的時(shí)鐘源。 0：禁止時(shí)鐘切換的執(zhí)行 1：使能時(shí)鐘切換的執(zhí)行 SWBSY：切換忙由硬件置位或清除?？捎绍浖宄詮?fù)位時(shí)鐘切換過(guò)程。 0：無(wú)時(shí)鐘切換在進(jìn)行。 1：時(shí)鐘切換正在進(jìn)行。 除上面上面主要涉及到的寄存器之外還有 內(nèi)部時(shí)鐘寄存器 CLK_ICKR 外部時(shí)鐘寄存器 CLK_ECKR 外設(shè)時(shí)鐘門控寄存器 1 CLK_PCKENR1 外設(shè)時(shí)鐘門控寄存器 2 CLK_PCKENR2 時(shí)鐘安全系統(tǒng)寄存器 CLK_CSSR 可配置時(shí)鐘輸出寄存器 CLK_CCOR HIS 時(shí)鐘修正寄存器 CLK_HSITRIMR

10、SWIM 時(shí)鐘控制寄存器 CLK_SWIMCCR 這些寄存器在本章最后小節(jié)中才略為說(shuō)明，時(shí)鐘編程主要以前面3個(gè)寄存器有關(guān)。例如 CLK_SWR 是選擇時(shí)鐘源、CLK_SWCR 是時(shí)鐘切換的控制寄存器，控制切換過(guò)程的設(shè)置而 CLK_CKDIVR 是設(shè)置 HIS 的分頻系數(shù)和 f_cpu 的分頻系數(shù)8.3 時(shí)鐘編程基礎(chǔ)應(yīng)用 為了從不同角度理解時(shí)鐘編程，這節(jié)分三個(gè)基礎(chǔ)例程分別實(shí)現(xiàn) CPU 和內(nèi)部高速時(shí)鐘分頻例程、自動(dòng)切換時(shí)鐘源例程以及手動(dòng)切換時(shí)鐘源例程。 8.3.1 CPU 分頻以及 HIS 分頻例程 時(shí)鐘編程本身并不需要外部設(shè)備，為了檢驗(yàn)時(shí)鐘分頻的效果，在這里采用了一個(gè) LED 燈閃耀的效果來(lái)檢驗(yàn)

11、時(shí)鐘的快慢，具體實(shí)現(xiàn)是相同的延時(shí)函數(shù)，在不同的時(shí)鐘頻率下跑的效果有很大差異，這樣就達(dá)到了檢查實(shí)驗(yàn)的效果。 如下圖所示：在這里使用了 LED1，也就是 PD0 端口，對(duì)應(yīng)的 IO 口操作在前一章已經(jīng)有過(guò)詳細(xì)介紹。本實(shí)驗(yàn)操作的寄存器只有一個(gè)，就是 CLK_CKDIVR ，具體如下所示： HSIDIV1:0：高速內(nèi)部時(shí)鐘預(yù)分頻器，由軟件寫入，用于指定 HSI 分頻因子。 00：fHSI = fHSI RC 輸出 01：fHSI = fHSI RC 輸出/2 10：fHSI = fHSI RC 輸出/4 11：fHSI = fHSI RC 輸出/8(默認(rèn)) CPUDIV2:0：CPU 時(shí)鐘預(yù)分頻器，由

12、軟件寫入，用于指定 CPU 時(shí)鐘預(yù)分頻因子。 000：fCPU = fMASTER 001：fCPU = fMASTER/2 010：fCPU = fMASTER/4 011：fCPU = fMASTER/8 100：fCPU = fMASTER/16 101：fCPU = fMASTER/32 110：fCPU = fMASTER/64 111：fCPU = fMASTER/128 程序代碼如下： /* 每一個(gè)時(shí)鐘分頻周期為閃耀燈5次 HSI CPU 1:1 16M HSI CPU 1:4 4MHSI CPU 2:4 2M */ #include "iostm8s207rb.h&q

13、uot; void delay_ms(int value); int main( void ) int i; /配置PD0為輸出 PD_DDR_DDR0 = 1; PD_CR1_C10 = 1; PD_CR2_C20 = 0; PD_ODR_ODR0 = 1; while(1) /HSI CPU 1:1 16M CLK_CKDIVR = 0x00; for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /HSI CPU 1:4 4M CLK_CKDIVR_HSIDIV = 0; CLK_CKDIVR

14、_CPUDIV = 2; for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /HSI CPU 2:4 2M CLK_CKDIVR_HSIDIV = 1; CLK_CKDIVR_CPUDIV = 2; for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /* * 簡(jiǎn)單延時(shí) * */ void delay_ms(int value) int i,j; if(value < 1) value = 1

15、; for(i=0;i!=value;+i) for(j=0;j!=5000;+j); 8.3.2 自動(dòng)切換時(shí)鐘源 因?yàn)?STM8S 單片機(jī)上電復(fù)位是采用了內(nèi)部時(shí)鐘源 HIS，所以在這里實(shí)現(xiàn)的功能是切換外部時(shí)鐘源。由于 STM8S207 開發(fā)板使用的外部晶振是 24M，在主頻大于 16M 以上時(shí)，需要更改選項(xiàng)字，這里降低實(shí)驗(yàn)的難易程度，決定在這里采用外部時(shí)鐘然后通過(guò) CPUDIV 2 分頻得到的 f_cpu 主頻為12M 自動(dòng)切換時(shí)鐘源的對(duì)應(yīng)步驟： 1、設(shè)置切換控制寄存器(CLK_SWCR)中的位 SWEN，使能切換機(jī)制。 2、向主時(shí)鐘切換寄存器(CLK_SWR)寫入一個(gè) 8 位的值，用以選擇

16、目標(biāo)時(shí)鐘源。寄存器 CLK_SWCR 中的 SWBSY 被硬件置位，目標(biāo)源振蕩器啟動(dòng)。原時(shí)鐘源依然被用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)核和外設(shè)。 一旦目標(biāo)時(shí)鐘源穩(wěn)定，寄存器 CLK_SWR 中的值將被復(fù)制到主時(shí)鐘狀態(tài)寄存器(CLK_CMSR)中去。此時(shí)，SWBSY 位被清除，新時(shí)鐘源替代舊時(shí)鐘源。寄存器CLK_SWCR 中的標(biāo)志位 SWIF 被置位，如果 SWIEN 為 1，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。硬件采用 8.3.1 的電路圖，也是通過(guò) LED 實(shí)現(xiàn)檢測(cè)效果 詳細(xì)代碼如下： #include "iostm8s207rb.h" void delay_ms(int value); int main( vo

17、id ) int i; /配置PD0為輸出模式 PD_DDR_DDR0 = 1; PD_CR1_C10 = 1; /推挽輸出 PD_CR2_C20 = 0; PD_ODR_ODR0 = 1; /LED1滅while(1) /自動(dòng)切換方式 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止時(shí)鐘切換中斷 CLK_SWCR_SWEN = 1; /使能切換機(jī)制 CLK_SWR = 0xB4; /0XE1: HSI為主時(shí)鐘源（復(fù)位值，內(nèi)部16MHz） /0XD2: LSI為主時(shí)鐘源（僅當(dāng)LSI_EN選項(xiàng)為1時(shí)） /0XB4： HSE為主時(shí)鐘源（外部時(shí)鐘） CLK_CKDIVR = 1; /CPUDIV 2分

18、頻 /切換后的時(shí)鐘為12M delay_ms(100); for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); /自動(dòng)切換方式 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止時(shí)鐘切換中斷 CLK_SWCR_SWEN = 1; /使能切換機(jī)制 CLK_SWR = 0xE1; /0XE1: HSI為主時(shí)鐘源（復(fù)位值，內(nèi)部16MHz） /0XD2: LSI為主時(shí)鐘源（僅當(dāng)LSI_EN選項(xiàng)為1時(shí)） /0XB4： HSE為主時(shí)鐘源（外部時(shí)鐘） /切換后的時(shí)鐘時(shí)16M/2 = 8M delay_ms(100); for(i=0;i!=10;

19、+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); /* * 簡(jiǎn)單延時(shí)程序 * */ void delay_ms(int value) int i,j; if(value < 1) value = 1; for(i=0;i!=value;+i)for(j=0;j!=5000;+j); 8.3.3 手動(dòng)切換時(shí)鐘源 手動(dòng)切換與自動(dòng)切換不同，不能夠立即切換，但它允許用戶精確地控制切換事件發(fā)生的時(shí)間。 具體操作步驟： 1、向主時(shí)鐘切換寄存器(CLK_SWR)寫入一個(gè) 8 位的值，用以選擇目標(biāo)時(shí)鐘源。寄存器 CLK_SWCR 中的 SWBSY 被硬件置位，目

20、標(biāo)源振蕩器啟動(dòng)。原時(shí)鐘源依然被用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)核和外設(shè)。 2、用戶軟件需等待至目標(biāo)時(shí)鐘源穩(wěn)定。寄存器 CLK_SWCR 中的標(biāo)志位 SWIF用以指示目標(biāo)時(shí)鐘源是否已穩(wěn)定，如果 SWIEN 為 1，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。 3、最后，由用戶軟件在所選的時(shí)間點(diǎn)，設(shè)置寄存器 CLK_SWCR 中的位 SWEN，執(zhí)行切換。 在前兩個(gè)例程的基礎(chǔ)上，我們可以進(jìn)行時(shí)鐘編程的第三個(gè)例程了，具體的步驟如上所示，下面進(jìn)行我們的軟件編寫。 /* * 手動(dòng)切換順序 1、向CLK_SWR寫入一個(gè)數(shù)據(jù)，選擇目標(biāo)時(shí)鐘源 2、等待CLK_SWCR_SWIF = 1，時(shí)鐘穩(wěn)定 3、設(shè)置CLK_SWCR_SWEN = 1,開啟時(shí)鐘 * */

21、 #include "iostm8s207rb.h" void delay_ms(int value); int main( void ) int i; /配置LED1 PD_DDR_DDR0 = 1; PD_CR1_C10 = 1; /推挽輸出 PD_CR2_C20 = 0; PD_ODR_ODR0 = 1; /LED1滅 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止中斷 CLK_CKDIVR = 1; /CPUDIV設(shè)置為2分頻 while(1) /手動(dòng)切換方式 CLK_SWR = 0xB4; /0XE1: HSI為主時(shí)鐘源（復(fù)位值，內(nèi)部16MHz）/0XD2: LS

22、I為主時(shí)鐘源（僅當(dāng)LSI_EN選項(xiàng)為1時(shí)） /0XB4： HSE為主時(shí)鐘源（外部時(shí)鐘） while(CLK_SWCR_SWIF = 0); /等待時(shí)鐘穩(wěn)定,輸出時(shí)鐘為12M CLK_SWCR_SWEN = 1; /切換時(shí)鐘 for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /手動(dòng)切換方式 CLK_SWR = 0xE1; /0XE1: HSI為主時(shí)鐘源（復(fù)位值，內(nèi)部16MHz） /0XD2: LSI為主時(shí)鐘源（僅當(dāng)LSI_EN選項(xiàng)為1時(shí)） /0XB4： HSE為主時(shí)鐘源（外部時(shí)鐘） while(CLK_SWCR_SWIF = 0); /等待時(shí)鐘穩(wěn)定,輸出時(shí)鐘為8M CLK_SWCR_SWEN = 1; /切換時(shí)鐘 for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /* * 簡(jiǎn)單延時(shí)程序 * */ void delay_ms(int value) int i,j; if(value < 1) value = 1; for(i=0;i!=value;+i) for(j=0;j!=5000;+j); 8.4 其它關(guān)于時(shí)鐘編程寄存器 時(shí)鐘編程的其它寄存器涉及到外設(shè)和時(shí)鐘安全方面