STM8教程-第八章 STM8S207时钟编程及其实例

1、第八章 STM8S207时钟编程及其实例本章介绍 STM8S207 的时钟编程。STM8S207 时钟控制器功能强大而灵活易用，允许程序运行中将主时钟从一个时钟源切换到另一个时钟源，而且同一个时钟源可以任意更改分频系数。 8.1 STM8 时钟控制简介 时钟控制器功能强大而且灵活易用。其目的在于使用户在获得最好性能的同时，亦能保证消耗的功率最低。 用户可独立地管理各个时钟源，并将它们分配到 CPU 或各个外设。主时钟和CPU 时钟均带有预分频器。 具有安全可靠的无故障时钟切换机制，可在程序运行中将主时钟从一个时钟源切换到另一个时钟源。 抗电磁干扰时钟配置寄存器 为了避免由电磁干扰造成的对应用程

2、序误写操作或系统挂起，大多数关键的时钟配置寄存器都有一个互补寄存器与之相对应。系统将会自动检测这些关键寄存器与其互补寄存器之间是否匹配。如果不匹配，则产生一个 EMS 复位，从而使应用程序恢复到正常操作。详情请参见时钟寄存器描述。 1、主时钟源介绍 下面 4种时钟源可用做主时钟 1、1-24MHz 高速外部晶振（HSE） 2、最大 24MHz 高速外部时钟信号 3、16MHz 高速内部 RC 振荡器（HSI） 4、128KHz 低速内部 RC（LSI） 所以总的来说可以分为三种时钟源，HSE、HSI、LSI 2、时钟树，如下图所示由上图可以发现，作为 f_cpu 的时钟源可以来源于 f_hse

3、、f_hsi 经过 HSIDIV分频后的时钟、f_lsi 这三个时钟源。而选择开关在 CKM7:0中。由此事实上可以作为 f_master 的时钟源频率有： 外部 HSE 24MHz 内部高速 HSI 16MHz、2 分频的8MHz、4 分频的4MHz、8 分频的2MHz（复位默认时钟源） 内部低速 LSI 128KHz 上面得到的频率是 f_master 的频率，然后 f_master 还可以通过 CPUDIV 来分频后提供 f_cpu 的时钟，CPUDIV 可以为 1、2、4、8、16、32、64、128 分频，最终得到是 CPU 的时钟频率 f_cpu。3、时钟切换 时钟切换功能为用户提

4、供了一种易用、快速、安全的从一个时钟源切换到另一个时钟源的途径。 (1)、系统启动 为使系统快速启动，复位后时钟控制器自动使用 HSI 的 8 分频(HSI/8)做为主时钟（2MHz）。其原因为 HSI 的稳定时间短，而 8 分频可保证系统在较差的 VDD条件下安全启动。 一旦主时钟源稳定，用户程序可将主时钟切换到另外的时钟源。 (2)、主时钟切换的过程 用户可选择下面两种方式切换时钟源：自动切换、手动切换 自动切换使用户可使用最少的指令完成时钟源的切换。应用软件可继续其它操作而不用考虑切换事件所占的确切时间。具体方法在实例中讲解 手动切换与自动切换不同，不能够立即切换，但它允许用户精确地控制

5、切换事件发生的时间。具体方法在实例中讲解 8.2 时钟控制寄存器及设置 第六章的 IO 口实验之所以能正常运行的原因是在于 STM8S207 上电复位后有默认的时钟源，所以可以正常工作，但是为了更好使用和理解 STM8S207 是有必要清楚掌握 STM8S207 的时钟编程。 1、主时钟切换寄存器 CLK_SWR由上面的时钟树可知，CLK_SWR 对应的就是 CKM7:0，我也很好奇为什么不一致。 CLK_SWR 有特定的值才有效，是选择三个时钟源之一作为 f_master 的时钟输入。具体如下所示： 0xE1：HSI 为主时钟源(复位值) 0xD2：LSI 为主时钟源(仅当 LSI_EN 选

6、项位为 1 时) 0xB4：HSE 为主时钟源2、主时钟状态寄存器 CLK_CMSR对应着 CLK_SWR，由硬件置位或清除。用以指示当前所选的主时钟源。如果该寄存器中的值为无效值，则产生 MCU 复位 0xE1：HSI 为主时钟源(复位值) 0xD2：LSI 为主时钟源(仅当 LSI_EN 选项位为 1 时) 0xB4：HSE 为主时钟源 3、时钟分频寄存器 CLK_CKDIVR这个寄存器对应了时钟树中的 HSIDIV 以及 CPUDIV，正如前面所说的 HSIDIV可以把内部高速 RC 时钟源分频后才对 f_master 提供时钟周期；CPUDIC 就是把f_master 的时钟周期分频后

7、再对 f_cpu 提供时钟周期。具体分频倍数为： HSIDIV1:0：高速内部时钟预分频器，由软件写入，用于指定 HSI 分频因子。 00：fHSI = fHSI RC 输出 01：fHSI = fHSI RC 输出/2 10：fHSI = fHSI RC 输出/4 11：fHSI = fHSI RC 输出/8 CPUDIV2:0：CPU 时钟预分频器，由软件写入，用于指定 CPU 时钟预分频因子。 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、切换控制寄存器 CLK_SWCR这个寄存器主要是查看时钟源的切换标志位，具体含义如下： SWIF：时钟切换中断标志位 由硬件置位或软件写 0 清除。该位的含义取决于 SWEN 位的状态。 手动切换模式下(SWEN=0)： 0：目标时钟源未准备就绪 1：目标时钟源准备就绪 自动切换模式下(SWEN=0)： 0：无时钟切换事件发生 1：有时钟切换事件发生 SWIEN：时钟切换中断使能由软件置位或清除 0：时钟切换中断禁用 1：时钟切换中断使能 SWE

9、N：切换启动/停止由软件置位或清除。向该位写 1 将切换主时钟至寄存器 CLK_SWR 指定的时钟源。 0：禁止时钟切换的执行 1：使能时钟切换的执行 SWBSY：切换忙由硬件置位或清除。可由软件清除以复位时钟切换过程。 0：无时钟切换在进行。 1：时钟切换正在进行。 除上面上面主要涉及到的寄存器之外还有 内部时钟寄存器 CLK_ICKR 外部时钟寄存器 CLK_ECKR 外设时钟门控寄存器 1 CLK_PCKENR1 外设时钟门控寄存器 2 CLK_PCKENR2 时钟安全系统寄存器 CLK_CSSR 可配置时钟输出寄存器 CLK_CCOR HIS 时钟修正寄存器 CLK_HSITRIMR

10、SWIM 时钟控制寄存器 CLK_SWIMCCR 这些寄存器在本章最后小节中才略为说明，时钟编程主要以前面3个寄存器有关。例如 CLK_SWR 是选择时钟源、CLK_SWCR 是时钟切换的控制寄存器，控制切换过程的设置而 CLK_CKDIVR 是设置 HIS 的分频系数和 f_cpu 的分频系数8.3 时钟编程基础应用 为了从不同角度理解时钟编程，这节分三个基础例程分别实现 CPU 和内部高速时钟分频例程、自动切换时钟源例程以及手动切换时钟源例程。 8.3.1 CPU 分频以及 HIS 分频例程 时钟编程本身并不需要外部设备，为了检验时钟分频的效果，在这里采用了一个 LED 灯闪耀的效果来检验

11、时钟的快慢，具体实现是相同的延时函数，在不同的时钟频率下跑的效果有很大差异，这样就达到了检查实验的效果。 如下图所示：在这里使用了 LED1，也就是 PD0 端口，对应的 IO 口操作在前一章已经有过详细介绍。本实验操作的寄存器只有一个，就是 CLK_CKDIVR ，具体如下所示： HSIDIV1:0：高速内部时钟预分频器，由软件写入，用于指定 HSI 分频因子。 00：fHSI = fHSI RC 输出 01：fHSI = fHSI RC 输出/2 10：fHSI = fHSI RC 输出/4 11：fHSI = fHSI RC 输出/8(默认) CPUDIV2:0：CPU 时钟预分频器，由

12、软件写入，用于指定 CPU 时钟预分频因子。 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 程序代码如下： /* 每一个时钟分频周期为闪耀灯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为输出 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); /* * 简单延时 * */ 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 自动切换时钟源 因为 STM8S 单片机上电复位是采用了内部时钟源 HIS，所以在这里实现的功能是切换外部时钟源。由于 STM8S207 开发板使用的外部晶振是 24M，在主频大于 16M 以上时，需要更改选项字，这里降低实验的难易程度，决定在这里采用外部时钟然后通过 CPUDIV 2 分频得到的 f_cpu 主频为12M 自动切换时钟源的对应步骤： 1、设置切换控制寄存器(CLK_SWCR)中的位 SWEN，使能切换机制。 2、向主时钟切换寄存器(CLK_SWR)写入一个 8 位的值，用以选择

16、目标时钟源。寄存器 CLK_SWCR 中的 SWBSY 被硬件置位，目标源振荡器启动。原时钟源依然被用于驱动内核和外设。 一旦目标时钟源稳定，寄存器 CLK_SWR 中的值将被复制到主时钟状态寄存器(CLK_CMSR)中去。此时，SWBSY 位被清除，新时钟源替代旧时钟源。寄存器CLK_SWCR 中的标志位 SWIF 被置位，如果 SWIEN 为 1，则会产生一个中断。硬件采用 8.3.1 的电路图，也是通过 LED 实现检测效果 详细代码如下： #include "iostm8s207rb.h" void delay_ms(int value); int main( vo

17、id ) int i; /配置PD0为输出模式 PD_DDR_DDR0 = 1; PD_CR1_C10 = 1; /推挽输出 PD_CR2_C20 = 0; PD_ODR_ODR0 = 1; /LED1灭while(1) /自动切换方式 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止时钟切换中断 CLK_SWCR_SWEN = 1; /使能切换机制 CLK_SWR = 0xB4; /0XE1: HSI为主时钟源（复位值，内部16MHz） /0XD2: LSI为主时钟源（仅当LSI_EN选项为1时） /0XB4： HSE为主时钟源（外部时钟） CLK_CKDIVR = 1; /CPUDIV 2分

18、频 /切换后的时钟为12M delay_ms(100); for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); /自动切换方式 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止时钟切换中断 CLK_SWCR_SWEN = 1; /使能切换机制 CLK_SWR = 0xE1; /0XE1: HSI为主时钟源（复位值，内部16MHz） /0XD2: LSI为主时钟源（仅当LSI_EN选项为1时） /0XB4： HSE为主时钟源（外部时钟） /切换后的时钟时16M/2 = 8M delay_ms(100); for(i=0;i!=10;

19、+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); /* * 简单延时程序 * */ 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 手动切换时钟源 手动切换与自动切换不同，不能够立即切换，但它允许用户精确地控制切换事件发生的时间。 具体操作步骤： 1、向主时钟切换寄存器(CLK_SWR)写入一个 8 位的值，用以选择目标时钟源。寄存器 CLK_SWCR 中的 SWBSY 被硬件置位，目

20、标源振荡器启动。原时钟源依然被用于驱动内核和外设。 2、用户软件需等待至目标时钟源稳定。寄存器 CLK_SWCR 中的标志位 SWIF用以指示目标时钟源是否已稳定，如果 SWIEN 为 1，则会产生一个中断。 3、最后，由用户软件在所选的时间点，设置寄存器 CLK_SWCR 中的位 SWEN，执行切换。 在前两个例程的基础上，我们可以进行时钟编程的第三个例程了，具体的步骤如上所示，下面进行我们的软件编写。 /* * 手动切换顺序 1、向CLK_SWR写入一个数据，选择目标时钟源 2、等待CLK_SWCR_SWIF = 1，时钟稳定 3、设置CLK_SWCR_SWEN = 1,开启时钟 * */

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; /推挽输出 PD_CR2_C20 = 0; PD_ODR_ODR0 = 1; /LED1灭 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止中断 CLK_CKDIVR = 1; /CPUDIV设置为2分频 while(1) /手动切换方式 CLK_SWR = 0xB4; /0XE1: HSI为主时钟源（复位值，内部16MHz）/0XD2: LS

22、I为主时钟源（仅当LSI_EN选项为1时） /0XB4： HSE为主时钟源（外部时钟） while(CLK_SWCR_SWIF = 0); /等待时钟稳定,输出时钟为12M CLK_SWCR_SWEN = 1; /切换时钟 for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /手动切换方式 CLK_SWR = 0xE1; /0XE1: HSI为主时钟源（复位值，内部16MHz） /0XD2: LSI为主时钟源（仅当LSI_EN选项为1时） /0XB4： HSE为主时钟源（外部时钟） while(CLK_SWCR_SWIF = 0); /等待时钟稳定,输出时钟为8M CLK_SWCR_SWEN = 1; /切换时钟 for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /* * 简单延时程序 * */ 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 其它关于时钟编程寄存器 时钟编程的其它寄存器涉及到外设和时钟安全方面