目录
时钟系统
时钟基本概念
假如时钟频率是4M，所以运行一条指令的时间是1/4us，那么100条延时时间就是25us
1.时钟是嵌入式系统的脉搏，在电子系统中，时钟信号可以被理解为一个周期性的信号，它确定了系统的节奏和时间基准。处理器内核在时钟驱动下完成指令执行，状态变换等动作，外设部件在时钟的驱动下完成各种工作，例如：串口数据的发送、AD转换、定时器计数等。 因此时钟对于计算机系统是至关重要的，通常时钟系统出现问题也是致命的，比如振荡器不起振、振荡不稳、停振等。时钟信号推动单片机内各个部分执行相应的指令，时钟就像人的心跳一样。
2.时钟系统的组成：振荡器（信号源)、唤醒定时器、倍频器、分频器
振荡器（信号源）：产生信号的源头，振荡器是时钟系统的基础，它提供一个稳定的振荡信号作为时钟源。振荡器可以是晶体振荡器、RC振荡器等，它们产生的信号频率决定了时钟系统的基本节拍。
唤醒定时器（Wake-up Timer）：使能、关闭功能，唤醒定时器是一种特殊的定时器，用于在设备处于低功耗模式时定期唤醒设备。它通常基于时钟信号计数，并在设定的时间间隔后触发唤醒信号。
倍频器（Clock Multiplier）：放大频率，倍频器用于将时钟信号的频率进行倍增，以产生更高频率的时钟信号。倍频器通常通过锁相环（PLL）来实现，可以根据需要调整输出时钟频率。
分频器（Clock Divider）：分频，分频器用于将时钟信号的频率进行分频，以产生较低频率的时钟信号。分频器通常通过调整分频比来控制输出时钟频率。
分频器：外设需要不同的频率，为了降低功耗，可以进行分频以提供不同频率时钟信号。
设计倍频器和分频器的作用：
1.为了降低成本（CPU需要更高的时钟频率）
2.减少功耗（外设需要不同的时钟频率）
时钟源
振荡器主要分为晶体、RC、LC
1.晶体振荡器（Crystal Oscillator）：晶体振荡器使用石英晶体作为振荡元件。石英晶体具有压电效应，当施加电场时，会以固定频率产生机械振动。晶体振荡器利用石英晶体的这种特性，通过电子电路驱动晶体振荡，产生稳定的振荡信号。晶体振荡器的频率稳定性非常高。
无源：
没有信号源，靠外部给 蜂鸣器
有源：
有信号源，外部不需要给 蜂鸣器
优点：晶体振荡器信号稳定、质量好，连接方式简单。
缺点：价格高，需要较长的启动时间（起振时间）
晶体振荡器分类：
无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。（谐振器）
有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。有源晶振不需要CPU的内部振荡器，信号稳定，质量较好，而且连接方式比较简单。（振荡器）
2. RC振荡器（Resistor-Capacitor Oscillator）：RC振荡器使用电阻和电容器构成一个简单的振荡回路。当电容器充放电达到某个阈值时，会产生周期性的振荡信号。RC振荡器通常成本低、结构简单，但其频率稳定性较差，受到温度、供电电压等环境因素影响较大。
(在芯片内部)
优点：实现的成本比较低，仅由电阻电容构成。
缺点：精度存在问题，振荡频率会存在误差。
RC振荡器 |
晶体振荡器 |
|
构成 |
电阻电容 |
石英晶体 |
优点 |
成本低 |
稳定、精度高 |
缺点 |
震荡频率会有误差、受温湿度影响 |
价格高、需接起振电容 |
STM32U5时钟源
HSI(High Speed Internal)
HSI : 高速内部时钟，由RC振荡器产生16Mhz的时钟频率。
HSE(High Speed External)
HSE ：高速外部时钟，由外部石英晶体/陶瓷谐振器产生4-50Mhz的时钟信号，咱们外接12Mhz晶振。
LSI(Low Speed Internal)
LSI ：低速内部时钟，由低速RC振荡电路产生32Khz的时钟频率。
LSE(Low Speed External)
LSE：低速外部时钟，由低速晶振产生32.768Khz的时钟频率。
时钟树
Systick定时器
概念
SysTick又称滴答定时器。是一个定时设备，位于Cortex-M33内核中，和NVIC配合使用（可以产生异常信号），产生SysTick异常可以对输入的时钟进行计数，系统定时器一般用于操作系统，用于产生时基，维持操作系统的心跳。（1ms）
频率 单位是HZ，KHZ，MHZ 符号：f 一秒钟震荡的次数
周期 单位是s，ms，us 符号：T 震荡一次所需的时间
1KHZ 代表1s震荡1000次，震荡一次的时间 1/1000s=1ms
工作原理
滴答定时器是一个24位递减定时器，也就是最多能计数2^24(0xFFFFFF) 16,777,216。
SysTick设定初值并使能后，每来一个时钟信号，计数值就减1。
计数减到0时，触发异常，SysTick计数器自动重装，初值并继续减一，循环不断。
寄存器
输入是1MHZ的话，定时1ms该怎么定？
算出1MHZ的周期，即计一个数所需要的时间，算出为1us，那计时1ms，需要计数1000次，那么就需要我们给重载数值寄存器写1000-1
开始计时时，重载数值寄存器会给定时计数器赋值，将1000-1赋值给计数器，从此每来一个时钟周期计数器-1，当减到0的时候，计数1000个，触发中断，重载数值寄存器重新将1000-1再赋值给计数器，以此往复实现每隔1ms触发一次异常(中断)
所以，所谓的定时器，就是对时钟信号进行计数，当达到相应的计数值的时候，就会触发中断并重新开始计数。
定时器就是计数器
输入时钟频率为4MHZ，计1ms该计多少个数，如何配置寄存器？
4MHZ-->1/4us 1us-->4次 --->1ms--->计4000次
时钟频率：4MHZ
重载数值寄存器：4000-1
计时1ms
输入时钟频率为32KHZ，计200ms该计多少个数，如何配置寄存器？
32KHZ ---> 1/32 ms--->1ms -->32次 --->200ms ---32*200=6400
重载数值寄存器：6400-1
滴答定时器定时分析
从时钟树判断滴答定时器输入频率，滴答定时器的输入时钟是4MHZ，重载数值寄存器的值默认为4000-1，输入频率为4MHZ，可知系统滴答定时器，每隔1ms触发一次中断，既然是中断，那肯定进处理函数，中断处理函数中系统默认每隔1ms让1个叫uwTick的变量自加1
TIM定时器
SysTick（嘀嗒定时器）是在内核里（ARM公司设计）的定时器（ST、芯片厂商）
基本概念
定时器类似于我们生活中的闹钟，可以设定一个时间来提醒我们。定时器可以作为基本的定时器/计数器，用于生成周期性的定时中断或作为计数器来计数外部事件的脉冲数。例如1秒钟进入定时器中断干一件事，定时器可以配置为产生脉冲宽度调制（PWM）信号，用于控制电机速度、LED亮度调节，风扇风速调节等应用。
STM32U5定时器
定时器是存在于STM32U5单片机中的一个外设，总共有11个定时器，分别是2个高级定时器（TIM1,TIM8）7个通用定时器（TIM2,TIM3,TIM4,TIM5,TIM15,TIM16,TIM17）和2个基本定时器（TIM6,TIM7）
定时器的基本结构是通用的，很多模块电路都能用到，所以STM32定时上扩展了非常多的功能，根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型。
计数器的分辨率：重装载计数器最大可以写多少
计数器类型：向上、向下计数，向上再向下计数
预分频因子：预分频因子是用于配置定时器和计数器模块的一个参数，用于控制时钟信号的分频比。通过设置不同的预分频因子，可以改变定时器和计数器的计数频率，从而实现不同的定时和计数功能。16位的寄存器，可以设置的值范围为0到65535。设置为0时表示不进行分频，设置为1时表示将输入时钟分频为2，以此类推。
定时器框图
定时器基本三大件
PSC：预分频器
CNT：计数器
ARR：自动重装载寄存器
预分频器
预分频器 Prescaler 之前连接基准计数时钟的输入
基本定时器只能选择内部时钟，可以认为预分频器之前直接连接到输入端也就是内部时钟CK_INT，内部时钟的来源是 RCC_TIMxCLK，频率值一般都是系统的主频 72MHz。故通向时基单元的计数基准频率就是 72MH
预分频器对 72MHz 的计数时钟进行预分频，实际分频系数=预分频器的值+1
预分频器写0时，不分频(又称 1分频)，输出频率=输入频率=72MHz
预分频器写1时，2分频，输出频率=输入频率/2=36MHz
预分频器写2时，3分频，输出频率=输入频率/3=24MHz
以此类推
预分频器是16位，最大可以写 65535，即65536 分频
自动重装寄存器
自动重装寄存器也是16位的，存写入的计数目标
运行的过程中，计数值不断白增，自动重装值是固定的计数目标，当计数值=自动重装值时，即计时时间到了
产生中断信号并清零计数器，计数器自动开始下一次的计数计时
基本定时器框图中向上的 折线箭头UI 即中断信号
计数值=重装值产生的中断一般被称为“更新中断”
更新中断后会通往 NVIC，配置好 NVIC 的定时器通道后，定时器的更新终端即可得到 cPu 的响应
基本定时器框图中向下的 折线箭头υ 代表产生一个事件——此时为“更新事件”
更新事件不会触发中断，但是可以触发内部其他电路的工作
计数器
计数器可以对预分频后的计数时钟进行计数
计数时钟每来一个上升沿，计数器的值就加 1
计数器也是 16 位的，所以计数器的值可以从0加到65535，再加就会从 0 开始
计数器的值在计时过程中会不断地自增运行，当自增运行到目标值时产生中断，完成了定时的任务
还需要一个存储目标值的寄存器，那就是自动重装寄存器
TIM定时器定时算法训练
32MHZ 计时10ms 需要配置那些寄存器，如何配置？
PSC:31，31+1=32分频
计数器输入频率：1MHZ
ARR:10000-1;
16MHZ初始频率，计时700ms如何配置？
PSC:15999 16000分频
计数器计数频率：1KHZ
ARR:700-1