15
2021
07

单片机的时钟理解---讲的很好理解

1.概述


简单的说,时钟是单片机的脉搏,是单片机的驱动源,使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。这样的好处是,如果不使用一个外设的时候,就把它的时钟关掉,从而可以降低系统的功耗,达到节能,实现低功耗的效果。每个时钟tick,系统都会处理一步数据,这样才能让工作不出现紊乱。


2.原理


首先,任何外设都需要时钟,51单片机,stm32,430等等,因为寄存器是由D触发器组成的,往触发器里面写东西,前提条件是有时钟输入。

51单片机不需要配置时钟,是因为一个时钟开了之后所有的功能都可以用了,而这个时钟是默认开启的,比如有一个水库,水库有很多个门,这些门默认是开启的,所以每个门都会出水,我们需要哪个门的水的时候可以直接用,但是也存在一个问题,其他没用到的门也在出水,即也在耗能。这里水库可以认为是能源,门可以认为是每个外设的使用状态,时钟可以认为是门的开关。stm32之所以是低功耗,他将所有的门都默认设置为disable,在你需要用哪个门的时候,开哪个门就可以,也就是说用到什么外设,只要打开对应外设的时钟就可以,其他的没用到的可以还是disable,这样耗能就会减少。

在51单片机中一个时钟把所有的都包了,而stm32的时钟是有分工的,并且每类时钟的频率不一样,因为没必要所有的时钟都是最高频率,只要够用就行,好比一个门出来水流大小,我只要洗脸,但是出来的是和洪水一样涌出来的水,那就gg了,消耗能源也多,所以不同的时钟也会有频率差别,或者在配置的时候可以配置时钟分频。


拓展:为何要先配置时钟,再配置GPIO(功能模块)


所有寄存器都需要时钟才能配置,寄存器是由D触发器组成的,只有送来了时钟,触发器才能被改写值。

任何MCU的任何外设都需要有时钟,8051也是如此;STM32为了让用户更好地掌握功耗,对每个外设的时钟都设置了开关,让用户可以精确地控制,关闭不需要的设备,达到节省供电的目的。

51单片机不用配置IO时钟,只是因为默认使用同一个时钟,这样是方便,但是这样的话功耗就降低不了。

例如,某个功能不需要,但是它还是一直运行。

stm32需要配置时钟,就可以把不需要那些功能的功耗去掉。

当你想关闭某个IO的时候,关闭它相对应的时钟使能就是了,不过在51里面,在使用IO的时候是没有设置IO的时钟的,还有在STM32中,有外部和内部时钟之分,关于时钟等好好研究

ARM的芯片都是这样,外设通常都是给了时钟后,才能设置它的寄存器(即才能使用这个外设)。STM32、LPC1XXX等等都是这样。

这么做的目的是为了省电,使用了所谓时钟门控的技术。

这也属于电路里同步电路的范畴:同步电路总是需要1个时钟。


原文链接:https://blog.csdn.net/qq_42384937/article/details/83512162


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