Java Compiler API使用
2025/12/23 4:20:17
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本节主要学习了解时钟树的配置和部分模块的时钟开启操作。
1.时钟树的初始状态
https://www.bilibili.com/video/BV11X4y1j7si?t=34.2&p=39
时钟树的初始状态：即时钟树在单片机上电或者复位后的状态。
SYSCLK：系统时钟，有三种来源。初始状态来源为 HSI（单片机内部高速时钟，8MHZ）
具体初始状态：
HSI=SYSCLK=HCLK=PCLK1=PCLK2=8MHZ，分频器都为 1.
验证初始状态：
Cortex-M3：内核，时钟来源为 HCLK，这个决定了代码的执行速度。
所以可以写一个延时闪灯函数 for 循环，观察时间的变化来判断时钟的速度快慢。
for 公式： 0.5 秒/（（1/8MHZ）* 10（假设周期）），得到延时 500ms（0.5s） 需要执行的 for 循环次数= 40W 次
上图为 LED 初始化代码
LED：PC13，开漏输出（open drain）
编译下载后发现，闪灯速度很快。按理说是 500ms 翻转一下，1HZ 的频率，为什么看起来更快很多？
带着疑问往后学习：
2.标准库的启动代码
https://www.bilibili.com/video/BV11X4y1j7si?t=468.4&p=39
上图为启动代码.s 位置
这里面：
__Vectors：中断向量表
Reset_Handler：单片机从此处开始执行的
这个Reset_Handler，
先执行 SystemInit（时钟频率初始化），自动将时钟树配置成 72MHZ
后执行 main（用户在 main 中编写自己的代码）
上图为SystemInit时钟树配置成 72MHZ 的操作。
HSE 直接锁相环 9 倍频，时钟统一配置为 72MHZ，所以闪灯明显加快。
注释掉SystemInit，不让时钟配置为最高的 72MHZ。
然后编译下载，发现灯闪烁变慢了点，但是也没有达到想要的 500ms 一次，为什么？
每个For循环消耗10个时钟周期，这个 for 循环消耗的周期数是个不确定的值，只是这里取了 10
在当前的时钟树（上图）配置下，每一个 for 消耗大约 6 个周期，所以 40w 的 i 循环改为 66w，就可以实现严格的 500ms 延迟了。编译下载后，基本 1s 闪灯一次
3.时钟树的编程接口
https://www.bilibili.com/video/BV11X4y1j7si?t=762.5&p=39
10 个编程接口啊，莫慌。
上图左右基本配对，而且基本用不到哈哈
RCC_ 开头：Reset And Clock Controller ，控制复位，和时钟树。
上图右边颜色解释：
带颜色：表示可开关。
底色为灰色：默认关闭
底色为绿色：默认开启
API 函数解析：
RCC_HSE_Config：高速外部时钟开关（HSE 默认关闭）
RCC_PLL_Config：phase lock loop，锁相环配置，俩参数，输入源和分频。
其他的大同小异，看图理解即可。
RCC_GetFlagStatus：获取 RCC 状态。时钟配置需要消耗一定时间，和串口发送完成标志等类似。
4.配置时钟树
https://www.bilibili.com/video/BV11X4y1j7si?t=1217.1&p=39
屏蔽掉 SystemInit，直接 main 执行，SYSCLK=PCLK2=PCLK1=HCLK=8MHZ
如何写代码，从上图左边的树变成右边的树？
四步（上图左）：
1.配置 HSE
2.配置锁相环
3.配置三个分频器
4.配置 SYSCLK 来源
自定义封装函数：App_SystemClock_init
步骤 1：开启 HSE
步骤 2：配置锁相环
选择 HSE，9 倍频。上图中下面部分为具体配置代码
步骤 3：配置三个分频系数（AHB、APB1、APB2）
步骤四：切换系统时钟来源。
把默认的 HSI，更换成我们走 HSE 和锁相环的路径。
来源切换需要消耗一定时间，所以要用到 RCC_GetSYSCLKSource，判断是否切换完成。
上图为整个系统时钟配置代码具体实现
5.配置Flash指令预取
https://www.bilibili.com/video/BV11X4y1j7si?t=1893.1&p=39
配置完时钟树后并没有结束，我们还要配置 flash 的指令预取和访问延迟
上图为单片机内部一个结构框图。
Flash 相当于硬盘，当单片机运行的时候，Cortex-M3 内核会从 flash 中一条条读代码，然后在 CPU 中执行。
但是 flash 读取的速度远远赶不上内核程序执行的速度，所以实际运行 flash 会拖后腿。
为了解决这个问题，加入了缓冲区机制，这种机制叫指令预取。
在 Reset_Handler 的 SystemInit 中其实已经开启了指令预取，但是我们做实验嘛，把这个SystemInit 用“;”注释掉了。所以如何手动开启？
用到以下 API：FLASH_PrefetchBufferCmd
指令预取开启要求 SYSCLK 小于等于 8MHZ，所以放在上图代码地方。
配置访问延迟，flash 接口访问速度不能大于 24MHZ。72MHZ 时候，需要等待两个周期。
编译下载，发现闪灯加快，说明时钟配置成功（手动把 SYSCLK 从 8MHZ 配置成 72MHZ）
6.片上外设开关和复位
https://www.bilibili.com/video/BV11X4y1j7si?t=2139.8&p=39
通过时钟树，对片上外设开关和复位。
树上有很多树叶，可以通过函数开关这些树叶（片上外设）的时钟。
上图为开启外设示例（IO 口，串口）
按下和抬起复位信号， IIC1 模块就被复位了。
总结
屏蔽掉 SystemInit，学了下时钟树的配置方法（开 HSE，配锁相环，配三个分频系数，配 SYSCLK 源）和 flash 的配置方法（执行预取，访问延迟）