【经验】如何配置EFM32 低功耗32位单片机的时钟系统？

时间： 2018-07-22 来源：世强

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SILICON LABS EFM32系列32位单片机，以超低功耗著称，被广泛应用在可穿戴、气表、水表等需要电池供电的低功耗产品中。其时钟系统对于EFM32单片机来说，有如其心脏，它的正确、可靠运行，直接影响单片机系统运行的速度及稳定性，更重要的，它的配置还对单片机功耗影响很大。

那么，该如何配置时钟系统呢？本文将带你详细了解。

一、时钟系统是什么？

在会配置EFM32时钟之前，首先要了解EFM32时钟系统。

1、时钟系统结构：

如下图1所示，是以EFM32HG系列为例的EFM32单片机时钟系统结构框图，从左到右，大概分为时钟源、时钟分支、时钟使用者三类。

图1 EFM32时钟结构框图（以EFM32HG为例）

图2 EFM32时钟系统抽象图

2、时钟源

对于EFM32单片机来说，时钟源一般包含7类，详细解释如下;

1、 HFRCO：【1-28 MHz】，High Frequency RC Oscillator （HG及ZG系列，此最大值为21MHz）；

2、 HFXO: 【4-32 MHz】，High Frequency Crystal Oscillator；

3、 LFRCO: 【32.768 kHz】，Low Frequency RC Oscillator；

4、 LFXO：【32.768 kHz】，Low Frequency Crystal Oscillator；

5、 USHFRCO：【48/24 MHz】,Universal Serial High Frequency RC Oscillator (HG only);

6、 AUXCLK ：【14 MHz】，RC Oscillator，used for flash programming and SWO debug

7、 ULFRCO ：【1 kHz】a RC Oscillator， as clock source only for the Watchdog Timer (WDOG) only

3、时钟分支

在EFM32系统中，“时钟使用者”众多，能使用相同时钟源的，则被归为同一时钟分支（branch）。以EFM32HG系列单片机为例，时钟分支包含如下：

1) USB：专门给USB使用

2) HFCLK：专门给高速外设及高速内核使用；

3) LFA：低速外设A系列；

4) LFB：低速外设B系列；

5) WDOG：看门狗

6) SW：给调试接口用的；

7) FLASH：给FLASH编程使用；

4、时钟使用单元

最终使用时钟的，是时钟使用者，比如GPIO, ADC, DAC, Timer，MSC等。对于即将配置或使用的外设，首先需要配置它的时钟系统，只有当该外设时钟配置好了，才可以对它操作。而对于不使用的外设，为节约功耗，也可以将它的时钟关掉。

二、配置时钟系统的方法。

以上介绍EFM32单片机的时钟结构，接下来将介绍操作，即如何配置时钟系统。

1、开启时钟源：

即使能振荡器源，可以使用silicon labs提供的库函数：

CMU_OscillatorEnable (CMU_Osc_TypeDef osc, bool enable, bool wait);

2、为时钟分支选择时钟源：

对于每个时钟分支，可以使用多个时钟，但每次，只能使用其中一个，可以使用silicon labs提供的库函数操作：

CMU_ClockSelectSet (CMU_Clock_TypeDef clock, CMU_Select_TypeDef ref);

另，需要说明的是，复位后，HF分支由HFRCO以14 MHz计时，两个低频分支都选择LFRCO作为时钟源。 LFRCO在复位时禁用，因此需要在使用低频外设之前启用它。

3、设置时钟分频：；

由图2 可以看出，从时钟源到被“时钟使用者”使用，可被两次分频，而此处分频系数是可以设的，具体设置办法，可以使用silicon labs提供的库函数操作：

CMU_ClockDivSet (CMU_Clock_TypeDef clock, CMU_ClkDiv_TypeDef div);

另，对于HFRCO，它有band选择设置，最高频率band为28MHz（EFM32HG及ZG系列，最高频率是21MHz），设为不同band，可以得到不同的频率，效果类似分频，它可以使用silicon labs提供的库函数操作：

CMU_HFRCOBandSet (CMU_HFRCOBand_TypeDef band);

需要指出的是，该函数，不仅选择了band，而且，还设置了该band下，正确的HFRCO校准值。

三、时钟频率验证

当时钟配置好后，如果想确认时钟的真是频率，可通过将时钟分配到管脚上输出，并通过示波器测试。具体操作方法，通过参考下文操作。

https://www.sekorm.com/news/20024773.html

《在调试或开发EFM32单片机系统时，如何将EFM32时钟分配到管脚上输出？》

时钟系统，直接决定了单片机运行的速度及可靠性，而且，对于SiliconLabs 低功耗32位单片机EFM32来说，更重要的，它对功耗影响也非常大。通过上述阅读，读者不仅可以了解EFM32时钟系统的结构，还能掌握具体配置及时钟频率验证的方法。

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全部评论（4）

用户_9686 Lv8 2019-06-09

丰富的时钟功能，给低功耗设计带来了方便！
用户43545295 Lv3. 高级工程师 2018-12-31

学习了，世强专业的!
用户31714282 Lv4. 资深工程师 2018-10-20

厉害了
pandy Lv4. 资深工程师 2018-07-26

不错，学习中

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