STM32為什么要先開啟外設時鐘？

今天給大家分享兩點內容：

一是，為什么我們要先開啟STM32外設時鐘；二是，關于STM32的 I/O 復用功能及什么時候開啟AFIO時鐘。

STM32為什么要先開啟外設時鐘？

相信很多朋友都曾遇到過這種坑，我最初學習STM32的時候同樣也遇到過。下面，我就來說說為什么我們要先開啟STM32外設模塊時鐘，再對其外設模塊初始化配置？

1、系統架構

不同類型的STM32，它的系統架構各有不同，但原理都類似，由多條主控總線和多條被控總線組成（請參看【參考手冊】存儲器和總線架構章節）。

以STM32F4為例：

● 八條主控總線：

— Cortex-M4F 內核 I 總線、 D 總線和 S 總線

— DMA1 存儲器總線

— DMA2 存儲器總線

— DMA2 外設總線

— 以太網 DMA 總線

— USB OTG HS DMA 總線

● 七條被控總線：

— 內部 Flash ICode 總線

— 內部 Flash DCode 總線

— 主要內部 SRAM1 （112 KB）

— 輔助內部 SRAM2 （16 KB）

— 輔助內部 SRAM3 （64 KB）（僅適用于 STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 器件）

— AHB1 外設（包括 AHB-APB 總線橋和 APB 外設）

— AHB2 外設

— FSMC

借助總線矩陣，可以實現主控總線到被控總線的訪問，這樣即使在多個高速外設同時運行期間，系統也可以實現并發訪問和高效運行。

2、關于AHB和APB總線

AHB：Advanced High-performance Bus，即先進的高性能總線。

APB：Advanced Peripheral Bus，即先進的外圍（外設）總線。

上面說了系統總線的架構引伸出來的就是AHB和APB總線，那為什么要講述AHB和APB總線呢？

我們操作的外圍設備一般都是位于AHB和APB總線上，而AHB可以引伸出AHB1、AHB2，甚至AHB3。同樣APB也存在APB1、APB2等。

比如，USART1外設位于APB1總線上，GPIOA位于AHB1高速總線上。

請注意參考手冊中“AHB/APB 總線橋”這一小節，有一條重要的內容：每次芯片復位后，所有外設時鐘都被關閉（ SRAM 和 Flash 接口除外）。使用外設前，必須在 RCC_AHBxENR 或 RCC_APBxENR 寄存器中使能其時鐘。

3、STM32時鐘控制

請參看STM32參考手冊關于【復位與時鐘控制RCC】章節。

STM32的時鐘控制模塊因MCU芯片不同，各有差異，但原理都類似，功能也相當豐富。主要的目的就是給相對獨立的外設模塊提供時鐘，也是為了降低整個芯片的功能。

降低功耗是主要原因，還有一個原因，就是為了兼容不同速度的設備，有些高速，有些低速，如果都用高速時鐘，勢必造成浪費。

RCC給外設提供時鐘是一個主要目的，那么為什么要提供時鐘呢？ 原因在于外圍設備的寄存器需要時鐘才能工作。你可以把外設當做一個設備，而這個設備需要給它提供電源（時鐘）才能工作。

你在STM32參考手冊的“RCC”章節可能會看到這么一句話：當外設時鐘沒有啟用時，軟件不能讀出外設寄存器的數值，返回的數值始終是0x0。

4、總結

看到這里，相信聰明的你已經明白了為什么我們要先開啟STM32外設模塊時鐘，再配置其外設模塊了。

簡單來說，就是操作外設是通過外設總線來實現，只有外設總線有時鐘了才能操作外設。

坑：

A.先使能外設時鐘，再對其進行配置

B.時鐘配置需對應總線

這種基于標準外設庫的低級錯誤，相信肯定有不少人遇到過，希望提高警惕。

AFIO復用時鐘

有朋友問：“什么時候開啟AFIO時鐘”。寫了上面章節，就順便再講述一下關于STM32的I/O復用功能及什么時候開啟AFIO時鐘。

1、什么是I/O 復用功能？

簡單來說，就是把普通I/O用作其它的功能。如：將PA9引腳用作USART1的Tx引腳，那么我們就把這個Tx引腳稱為PA9的復用功能。

打開數據手冊，會發現類似如下的列表：

2、什么時候開啟AFIO時鐘？

為了優化芯片引腳封裝的外設數目，可以把一些復用功能重新映射到其他引腳上。設置復用重映射和調試I/O配置寄存器實現引腳的重新映射。這時，復用功能不再映射到它們的原始分配上，而是映射到“重定義功能”上（見上圖）。

這種將引腳重定義到其它引腳上的功能在幾乎所有STM32芯片中都有這個功能，但是實現的方法可能有所不同，其中STM32F1就是通過事件控制的方式將特定功能引腳連接到對應PORT和PIN上。

簡單來說，如果需要使用重定義功能，那么就需要開啟AFIO時鐘。

最后，如果你覺得你的程序可能是因為時鐘配置的問題，不妨上電第一步使能所有時鐘試試。

審核編輯 ：李倩