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

2、序誤寫操作或系統掛起，大多數關鍵的時鐘配置寄存器都有一個互補寄存器與之相對應。系統將會自動檢測這些關鍵寄存器與其互補寄存器之間是否匹配。如果不匹配，則產生一個 EMS 復位，從而使應用程序恢復到正常操作。詳情請參見時鐘寄存器描述。 1、主時鐘源介紹 下面 4種時鐘源可用做主時鐘 1、1-24MHz 高速外部晶振（HSE） 2、最大 24MHz 高速外部時鐘信號 3、16MHz 高速內部 RC 振蕩器（HSI） 4、128KHz 低速內部 RC（LSI） 所以總的來說可以分為三種時鐘源，HSE、HSI、LSI 2、時鐘樹，如下圖所示由上圖可以發現，作為 f_cpu 的時鐘源可以來源于 f_hse

3、、f_hsi 經過 HSIDIV分頻后的時鐘、f_lsi 這三個時鐘源。而選擇開關在 CKM7:0中。由此事實上可以作為 f_master 的時鐘源頻率有： 外部 HSE 24MHz 內部高速 HSI 16MHz、2 分頻的8MHz、4 分頻的4MHz、8 分頻的2MHz（復位默認時鐘源） 內部低速 LSI 128KHz 上面得到的頻率是 f_master 的頻率，然后 f_master 還可以通過 CPUDIV 來分頻后提供 f_cpu 的時鐘，CPUDIV 可以為 1、2、4、8、16、32、64、128 分頻，最終得到是 CPU 的時鐘頻率 f_cpu。3、時鐘切換 時鐘切換功能為用戶提

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

5、切換事件發生的時間。具體方法在實例中講解 8.2 時鐘控制寄存器及設置 第六章的 IO 口實驗之所以能正常運行的原因是在于 STM8S207 上電復位后有默認的時鐘源，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 的時鐘編程。 1、主時鐘切換寄存器 CLK_SWR由上面的時鐘樹可知，CLK_SWR 對應的就是 CKM7:0，我也很好奇為什么不一致。 CLK_SWR 有特定的值才有效，是選擇三個時鐘源之一作為 f_master 的時鐘輸入。具體如下所示： 0xE1：HSI 為主時鐘源(復位值) 0xD2：LSI 為主時鐘源(僅當 LSI_EN 選

6、項位為 1 時) 0xB4：HSE 為主時鐘源2、主時鐘狀態寄存器 CLK_CMSR對應著 CLK_SWR，由硬件置位或清除。用以指示當前所選的主時鐘源。如果該寄存器中的值為無效值，則產生 MCU 復位 0xE1：HSI 為主時鐘源(復位值) 0xD2：LSI 為主時鐘源(僅當 LSI_EN 選項位為 1 時) 0xB4：HSE 為主時鐘源 3、時鐘分頻寄存器 CLK_CKDIVR這個寄存器對應了時鐘樹中的 HSIDIV 以及 CPUDIV，正如前面所說的 HSIDIV可以把內部高速 RC 時鐘源分頻后才對 f_master 提供時鐘周期；CPUDIC 就是把f_master 的時鐘周期分頻后

7、再對 f_cpu 提供時鐘周期。具體分頻倍數為： HSIDIV1:0：高速內部時鐘預分頻器，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 時鐘預分頻器，由軟件寫入，用于指定 CPU 時鐘預分頻因子。 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這個寄存器主要是查看時鐘源的切換標志位，具體含義如下： SWIF：時鐘切換中斷標志位 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。 手動切換模式下(SWEN=0)： 0：目標時鐘源未準備就緒 1：目標時鐘源準備就緒 自動切換模式下(SWEN=0)： 0：無時鐘切換事件發生 1：有時鐘切換事件發生 SWIEN：時鐘切換中斷使能由軟件置位或清除 0：時鐘切換中斷禁用 1：時鐘切換中斷使能 SWE

9、N：切換啟動/停止由軟件置位或清除。向該位寫 1 將切換主時鐘至寄存器 CLK_SWR 指定的時鐘源。 0：禁止時鐘切換的執行 1：使能時鐘切換的執行 SWBSY：切換忙由硬件置位或清除。可由軟件清除以復位時鐘切換過程。 0：無時鐘切換在進行。 1：時鐘切換正在進行。 除上面上面主要涉及到的寄存器之外還有 內部時鐘寄存器 CLK_ICKR 外部時鐘寄存器 CLK_ECKR 外設時鐘門控寄存器 1 CLK_PCKENR1 外設時鐘門控寄存器 2 CLK_PCKENR2 時鐘安全系統寄存器 CLK_CSSR 可配置時鐘輸出寄存器 CLK_CCOR HIS 時鐘修正寄存器 CLK_HSITRIMR

10、SWIM 時鐘控制寄存器 CLK_SWIMCCR 這些寄存器在本章最后小節中才略為說明，時鐘編程主要以前面3個寄存器有關。例如 CLK_SWR 是選擇時鐘源、CLK_SWCR 是時鐘切換的控制寄存器，控制切換過程的設置而 CLK_CKDIVR 是設置 HIS 的分頻系數和 f_cpu 的分頻系數8.3 時鐘編程基礎應用 為了從不同角度理解時鐘編程，這節分三個基礎例程分別實現 CPU 和內部高速時鐘分頻例程、自動切換時鐘源例程以及手動切換時鐘源例程。 8.3.1 CPU 分頻以及 HIS 分頻例程 時鐘編程本身并不需要外部設備，為了檢驗時鐘分頻的效果，在這里采用了一個 LED 燈閃耀的效果來檢驗

11、時鐘的快慢，具體實現是相同的延時函數，在不同的時鐘頻率下跑的效果有很大差異，這樣就達到了檢查實驗的效果。 如下圖所示：在這里使用了 LED1，也就是 PD0 端口，對應的 IO 口操作在前一章已經有過詳細介紹。本實驗操作的寄存器只有一個，就是 CLK_CKDIVR ，具體如下所示： HSIDIV1:0：高速內部時鐘預分頻器，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) CPUDIV2:0：CPU 時鐘預分頻器，由

12、軟件寫入，用于指定 CPU 時鐘預分頻因子。 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： /* 每一個時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); /* * 簡單延時 * */ 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 自動切換時鐘源 因為 STM8S 單片機上電復位是采用了內部時鐘源 HIS，所以在這里實現的功能是切換外部時鐘源。由于 STM8S207 開發板使用的外部晶振是 24M，在主頻大于 16M 以上時，需要更改選項字，這里降低實驗的難易程度，決定在這里采用外部時鐘然后通過 CPUDIV 2 分頻得到的 f_cpu 主頻為12M 自動切換時鐘源的對應步驟： 1、設置切換控制寄存器(CLK_SWCR)中的位 SWEN，使能切換機制。 2、向主時鐘切換寄存器(CLK_SWR)寫入一個 8 位的值，用以選擇

16、目標時鐘源。寄存器 CLK_SWCR 中的 SWBSY 被硬件置位，目標源振蕩器啟動。原時鐘源依然被用于驅動內核和外設。 一旦目標時鐘源穩定，寄存器 CLK_SWR 中的值將被復制到主時鐘狀態寄存器(CLK_CMSR)中去。此時，SWBSY 位被清除，新時鐘源替代舊時鐘源。寄存器CLK_SWCR 中的標志位 SWIF 被置位，如果 SWIEN 為 1，則會產生一個中斷。硬件采用 8.3.1 的電路圖，也是通過 LED 實現檢測效果 詳細代碼如下： #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) /自動切換方式 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止時鐘切換中斷 CLK_SWCR_SWEN = 1; /使能切換機制 CLK_SWR = 0xB4; /0XE1: HSI為主時鐘源（復位值，內部16MHz） /0XD2: LSI為主時鐘源（僅當LSI_EN選項為1時） /0XB4： HSE為主時鐘源（外部時鐘） CLK_CKDIVR = 1; /CPUDIV 2分

18、頻 /切換后的時鐘為12M delay_ms(100); for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); /自動切換方式 CLK_SWCR_SWIEN = 0; /禁止時鐘切換中斷 CLK_SWCR_SWEN = 1; /使能切換機制 CLK_SWR = 0xE1; /0XE1: HSI為主時鐘源（復位值，內部16MHz） /0XD2: LSI為主時鐘源（僅當LSI_EN選項為1時） /0XB4： HSE為主時鐘源（外部時鐘） /切換后的時鐘時16M/2 = 8M delay_ms(100); for(i=0;i!=10;

19、+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); /* * 簡單延時程序 * */ 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 手動切換時鐘源 手動切換與自動切換不同，不能夠立即切換，但它允許用戶精確地控制切換事件發生的時間。 具體操作步驟： 1、向主時鐘切換寄存器(CLK_SWR)寫入一個 8 位的值，用以選擇目標時鐘源。寄存器 CLK_SWCR 中的 SWBSY 被硬件置位，目

20、標源振蕩器啟動。原時鐘源依然被用于驅動內核和外設。 2、用戶軟件需等待至目標時鐘源穩定。寄存器 CLK_SWCR 中的標志位 SWIF用以指示目標時鐘源是否已穩定，如果 SWIEN 為 1，則會產生一個中斷。 3、最后，由用戶軟件在所選的時間點，設置寄存器 CLK_SWCR 中的位 SWEN，執行切換。 在前兩個例程的基礎上，我們可以進行時鐘編程的第三個例程了，具體的步驟如上所示，下面進行我們的軟件編寫。 /* * 手動切換順序 1、向CLK_SWR寫入一個數據，選擇目標時鐘源 2、等待CLK_SWCR_SWIF = 1，時鐘穩定 3、設置CLK_SWCR_SWEN = 1,開啟時鐘 * */

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設置為2分頻 while(1) /手動切換方式 CLK_SWR = 0xB4; /0XE1: HSI為主時鐘源（復位值，內部16MHz）/0XD2: LS

22、I為主時鐘源（僅當LSI_EN選項為1時） /0XB4： HSE為主時鐘源（外部時鐘） while(CLK_SWCR_SWIF = 0); /等待時鐘穩定,輸出時鐘為12M CLK_SWCR_SWEN = 1; /切換時鐘 for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /手動切換方式 CLK_SWR = 0xE1; /0XE1: HSI為主時鐘源（復位值，內部16MHz） /0XD2: LSI為主時鐘源（僅當LSI_EN選項為1時） /0XB4： HSE為主時鐘源（外部時鐘） while(CLK_SWCR_SWIF = 0); /等待時鐘穩定,輸出時鐘為8M CLK_SWCR_SWEN = 1; /切換時鐘 for(i=0;i!=10;+i) PD_ODR_ODR0 = PD_ODR_ODR0; delay_ms(100); delay_ms(100); /* * 簡單延時程序 * */ 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 其它關于時鐘編程寄存器 時鐘編程的其它寄存器涉及到外設和時鐘安全方面