STM32主时钟输出的双机系统应用

徐建春

(英格索兰亚太工程技术中心，上海 200051)

STM32主时钟输出的双机系统应用

徐建春

(英格索兰亚太工程技术中心，上海 200051)

介绍了STM32 单片机主时钟输出功能, 通过硬件设计和软件设计实现了主时钟输出功能、STM32单片机主时钟输出的波形展示, 以及在空调控制系统中的应用。STM32F030使用STM32F205输出的时钟，可以正常稳定的工作，经过多台实际机组的长期运行测试，两个单片机工作都非常稳定。

STM32；主时钟输出；HVAC

引 言

在一个复杂控制系统的硬件电路设计中，有可能用到两个单片机，而在常规的单片机电路设计中，每个单片机需要一个单独的晶振电路提供时钟信号。STM32系列是ST公司推出的基于ARM内核的32位单片机，此系列的单片机具有强大的功能，其中就包括主时钟输出功能，可以让其中的一个单片机输出时钟信号，提供给另一个单片机或者其他芯片使用。

特灵(TRANE) 品牌的一款空调控制板使用了两个STM32 单片机：一个是STM32F205, 为主单片机，处理电路板上大部分的输入、输出以及通信信号；另外一个是STM32F030，主要处理从室内温控器过来的总线信号，按照常规分别给这两个单片机设计一个晶振电路，由于STM32具有主时钟输出功能，只需要给STM32F205设计晶振电路，由STM32F205输出一个8 MHz的时钟信号提供给STM32F030使用。

1 STM32F205 主时钟输出功能介绍

STM32F205可以有两个主时钟输出功能引脚，分别是MCO1-PA8和MCO2-PC9。MCO(Main Clock Output)，即主时钟输出。对MCO1，可以在复位和时钟配置寄存器(RCC_CFGR)中设置4个不同的时钟信号源，即高速内部时钟(HSI clock)、低速外部时钟(LSE clock)、高速外部时钟(HSE clock)、锁相环时钟(PLL clock)，并且可以设置1～5分频比。对MCO2，可以在复位和时钟配置寄存器(RCC_CFGR)中设置4个不同的时钟信号源，即高速外部时钟(HSE clock)、锁相环时钟(PLL clock)、系统时钟(SYSCLK)、音频总线锁相环时钟(PLLI2S)，并且可以设置1～5分频比。

当GPIO引脚PA8或者PC9设置为主时钟输出功能时，相应的引脚功能要配置成复用功能模式，并且输出的主时钟频率不得超过100 MHz。

2 STM32F205主时钟输出硬件电路设计

STM32F205主时钟输出硬件电路设计图如图1所示。

STM32F205设计了8 MHz晶振电路，PC9作为主时钟输出引脚，设计了一个RC低通滤波电路(R1，C1)，去除主时钟输出信号上的噪音，截止频率约为160 MHz，输入到STM32F030的PF0/OSC_IN引脚。

图1 主时钟输出功能硬件电路图

3 STM32F205主时钟输出功能的电路板布板设计

由于两个单片机不可能靠得很近，所以从STM32F205的PC9引脚到STM32F030的OSC_IN引脚距离还是比较远的，实际测量距离大约为2.9 英寸，为了防止可能的干扰，对2.6英寸长度的主时钟输出走线进行了包地处理，低通滤波元器件R1和C1要靠近STM32F205。

4 STM32F205主时钟输出功能软件设计

STM32CubeMx是ST公司为STM32单片机开发的一个图形化配置界面，只要在这个界面里面配置好参数，就可以自动生成EWARM或者MDK-ARM项目文件，这样省去了软件代码的配置工作，减少了由于软件配置导致的错误和调试时间。

STM32F205的相关功能引脚配置为：PH0配置成RCC_OSC_IN；PH1配置成RCC_OSC_OUT；PC9配置成RCC_MCO_2。

STM32F205的MCO2配置非常简单，主时钟输出直接来自于HSE(高速外部晶振)。

图2所示为STM32F205的图形化时钟配置界面。

STM32F030引脚配置：PF0 配置成RCC_OSC_IN；PF1配置成Reset State，也可以作其他用途。

5 STM32F205输出主时钟波形

在上述STM32CubeMX中配置好后，就可以自动生成EWARM或者MDK-ARM项目文件，经过编译链接，生成十六进制可执行文件，烧录进两个单片机中，就可以看到STM32F205主时钟输出波形，是一个漂亮的8 MHz方波，如图3所示。

图3 STM32F205主时钟输出波形

结 语

[1] ST.STM32F205xx,STM32F207xx,STM32F215xx and STM32F217 xx advanced ARM-based 32-bit MCUs Reference Manual,2012.

[2] ST.STM32F030x4/x6/x8 advanced ARM-based 32-bit MCUs Reference Manual,2014.

徐建春(高级工程师),主要研究方向为ARM开发平台的软硬件开发。

(责任编辑：薛士然 收修改稿日期：2016-08-21)

Dual-system Application of STM32 Main Clock Output

Xu Jianchun

(Ingersoll Rand Engineering&Technology Center-Asia Pacific,Shanghai 200051,China)

In the paper,the main clock output function of STM32 is introduced.The functions of main clock output and the display of output are achieved through the hardware and software design,which has been used in the air conditioning control system.The STM32F030 uses the output clock of STM32F205,it can work normally.After a number of units in the long-term operation of the test,the two microcontrollers work stably.

STM32;main clock output;HVAC

TP332.3

A