DMA简介

DMA控制器的作用不仅在增强系统性能并减少处理器的中断生成，而且还针对32位MCU应用程序专门优化设计。DMA控制器为存储器到存储器，存储器到外设和外设到存储器的传输提供了7个通道。每个通道都支持外设的DMA请求映射到任意通道上。

图1. DMA控制器架构

DMAMUX简介

对于如何将外设的DMA请求映射到任意的数据流通道上，就需要使用到DMAMUX。DMAMUX针对每个外设都设计了独有的ID号，使用者只需要将此ID号写入对应的寄存器中并打开DMAMUX功能即可。DMAMUX的引入，使得DMA相较于传统DMA控制器变得更加灵活，使用者可以随意的分配7个通道的使用情况，不必再纠结与某个IP的DMA请求只能固定使用在某个或某几个通道上。

各IP对应ID号如下表：

表1. 各IP对应ID号列表

注：表格中“DMAMUX请求”为ID号；“来源”为各IP的DMA请求。

DMA功能解析

可编程数据宽度

DMA控制器的通道可支持传输不同数据宽度，byte/halfword/word。通过DMA_CxCTRL中的PWIDTH和MWIDTH位可以对源数据和目标数据的数据宽度进行编程，通常情况下需要设置PWIDTH和MWIDTH位相等，当PWIDTH不等于MWIDTH时，会依据PWIDTH/MWIDTH设定将资料对齐。

图2. PWIDTH：byte, MWIDTH：half-word

图3. PWIDTH：half-word, MWIDTH：word

配置DMAMUX

在M2P与P2M模式下，必须配置DMAMUX，否则DMA不会响应外设DMA请求。DMAMUX的作用是为外设的DMA请求复用通道，即任何一个外设的DMA请求可以映射到DMA1/DMA2的任意通道，这大大增加了DMA通道分配的灵活性。

配置DMAMUX比较减到，只需调用专门提供的两个接口函数即可：

DMA配置解析

以下对DMA的配置接口及流程进行说明。

函数接口

表2. 通道配置函数列表

数据流配置

• 设置外设地址（CxPADDR寄存器）

数据传输的初始外设地址，在传输过程中不可被改变。

• 设置存储器地址（CxMADDR寄存器）

数据传输的初始内存地址，在传输过程中不可被改变。

• 配置数据传输量（CxDTCNT寄存器）

可编程的传输数据长度最大为65535。在传输过程中，该传输数据量的值会逐渐递减。

• 数据流配置（CxCTRL寄存器）

包含通道优先级，数据传输的方向、宽度、地址增量模式、循环模式和中断方式。

优先级（CHPL）

分为4个等级，最高优先级、高优先级、中等优先级和低优先级。

若有2个流优先级设定相同，则较低编号的流有较高的优先权。举例，流1优先于流2。

数据传输方向（DTD）

分为存储器到外设（M2P），外设到存储器（P2M）或存储器到存储器（M2M）传输。

在存储器到存储器传输模式下不允许使用循环模式、双缓冲模式和直接模式。

数据传输宽度（PWIDTH/MWIDTH）

根据实际使用情景，可配置宽度为byte、halfword、word。

地址增量模式（PINCM/MINCM）

当通道配置设定为增量模式时，下一笔传输的地址将是前一笔传输地址加上传输宽度（PWIDTH/MWIDTH）。

• 循环模式（LM）

当流配置设定为循环模式时，在最后一次传输后CxDTCNT寄存器的内容会恢复成初始值。

• 使能DMAMUX（MUXSEL寄存器的TBL_SEL位）

在非存储器到存储器（M2M）模式下时，需要使能DMAMUX功能，才能启动数据流响应外设的DMA请求。

• 写入外设ID号（MUXCxCTRL寄存器的REQSEL）

在非存储器到存储器（M2M）模式下时，需要将外设的DMA请求ID号写入，才能启动数据流响应外设的DMA请求。

• 打开数据流（CxCTRL寄存器的CHEN位）

配置流程

• 打开DMA时钟；

• 调用通道复位函数复位数据流；

• 调用结构体初始化函数初始化通道配置结构体；

• 调用初始化函数初始化通道；

• 调用DMAMUX使能函数以及ID号写入函数配置DMAMUX相关内容；

• 调用通道使能函数开启通道。
  PS. 案例介绍可点击文末”阅读原文”查看

I2C接口简介

I2C接口是由数据线SDA和时钟线SCL构成，在标准模式下通信速度可达到100kHz，快速模式下则可以达到400kHz，增强快速模式可达到1MHz。一帧数据传输从开始信号开始，在结束信号后停止，在收到开始信号后总线被认为是繁忙的，当收到结束信号后，总线被认为再次空闲。I2C接口具有主机和从机模式、多主机功能、可编程建立和保持时间、时钟延展功能、DMA存取数据、支持SMBus 2.0协议等特点。

图1. I2C框图

I2C接口通信

主机通信流程

主机通信初始化

主机时钟初始化在启动外设(I2CEN)之前，必须先设置I2Cx_CLKCTRL寄存器的各个位用以配置I2C主时钟。

― DIV[7:0]：I2C时钟分频

― SDAD[3:0]：数据保持时间（tHD;DAT）

― SCLD[3:0]：数据建立时间（tSU;DAT）

― SCLH[7:0]：SCL高电平时间

― SCLL[7:0]：SCL低电平时间

该寄存器的配置可以使用Artery_I2C_Timing_Configuration时钟配置工具计算，见第三章节。

低电平控制：当检测到SCL总线为低电平时，内部SCLL计数器开始计数，当计数值达到SCLL值时，释放SCL线，SCL线变为高电平。

高电平控制：当检测到SCL总线为高电平时，内部SCLH计数器开始计数，当计数值达到SCLH值时，拉低SCL线，SCL线变为低电平，当在高电平期间，如果被外部总线拉低，那么内部SCLH计数器停止计数，并开始低电平计数，这为时钟同步提供了条件。

图2. 主机时钟的产生

2. 主机通信初始化

在启动通讯前须先设定I2C_CTRL2寄存器中的几项参数：

1) 设置传输字节数

― ≤255字节

配置I2C_CTRL2的RLDEN=0，关闭重载模式

配置I2C_CTRL2的CNT[7:0]=N

― ＞255字节

配置I2C_CTRL2的RLDEN=1，使能重载模式

配置I2C_CTRL2的CNT[7:0]=255

剩余传输字节数N=N-255

2) 设置传输结束模式

― ASTOPEN=0：软件结束模式，当数据传输完成后，I2C_STS的TDC标志置1，软件设置GENSTOP=1或者GENSTART=1，发送STOP条件或者START条件。

― ASTOPEN=1：自动结束模式，当数据传输完成后，自动发送STOP条件。

3) 设置从机地址

― 设置寻址的从机地址值（I2C_CTRL2的SADDR）

― 设置从机地址模式（I2C_CTRL2的ADDR10）

ADDR10=0：7位地址模式

ADDR10=1：10位地址模式

4) 设置传输方向（I2C_CTRL2的DIR）

― DIR=0：主机接收数据

― DIR=1：主机发送数据

5) 开始传输

设置I2C_CTRL2的GENSTART=1，主机开始在总线上发送START条件和从机地址。

3. 主机10 bits寻址的特殊时序初始化

在10位地址传输模式下，I2C_CTRL2的READH10用于产生特殊时序，当READH10=1时，支持如下传输序：主机先发送数据给从机，然后再从从机读取数据，传输时序图如下图所示：

图3. 10位地址的读访问READH10=1

主机在软件结束模式（ASTOPEN=0）下，发送数据到从机，当数据发送完成后设置READH10=1，然后再从从机接收数据。

图4. 10位地址的读访问READH10=0

主机通信初始化软件接口

主机通信初始化所用到的软件接口通过独立的函数接口实现，如下：

i2c_init函数三个参数分别为：所使用的I2C、数字滤波值和主机时钟配置值。

i2c_transmit_set函数用于初始化通信参数，包括：所使用的I2C、从机地址、传输字节数、停止条件产生模式和起始条件产生模式。

i2c_addr10_mode_enable函数用于使能10位地址模式。

i2c_addr10_header_enable函数用于使能10位地址头读取时序，即主机发送完整的10位从机地址读序列或主机只发送10位地址的前7位。
主机发送流程

1) I2C_TXDT数据寄存器为空，I2C_STS的TDIS=1；

2) 向TXDT数据寄存器写入数据，数据开始发送；

3) 重复1、2步骤直到发送CNT[7:0]个数据；

4) 如果此时I2C_STS的TCRLD=1（重载模式），分为以下两种情况：― 剩余字节数N>255：向CNT写入255，N=N-255，TCRLD被自动清0，传输继续；― 剩余字节数N≤255：关闭重载模式（RLDEN=0），向CNT写入N，TCRLD被自动清0，传输继续。5) 结束时序― 停止条件产生：

软件结束模式（ASTOPEN=0）：此时I2C_STS的TDC置1，设置GENSTOP=1产生STOP条件；

自动结束模式（ASTOPEN=1）：自动产生STOP条件。

― 等待产生STOP条件，当STOP条件产生时，I2C_STS的STOPF置1，将I2C_CLR的STOPC写1，清除STOPF标志，传输结束。

图5. I2C主机发送流程图

图6. I2C主机发送时序图

主机发送流程软件接口

主机发送通过独立的函数接口实现，如下：

i2c_master_transmit函数为i2c_application.c文件所提供的应用层接口函数，参数包括：I2C结构体指针、从机地址、发送数据指针、发送数据字节数和函数超时时间。

注：此函数为Artery所提供的标准主机发送函数。用户也可根据前述主机发送流程，自行编写主机发送函数。
主机接收流程

1) 当收到数据后，RDBF=1，读取RXDT数据寄存器，RDBF被自动清零；

2) 重复步骤2直到接收CNT[7:0]个数据；

3) 如果此时I2C_STS的TCRLD=1（重载模式），分为以下两种情况：

― 剩余字节数N>255：向CNT写入255，N=N-255，TCRLD被自动清0，传输继续；

― 剩余字节数N≤255：关闭重载模式（RLDEN=0），向CNT写入N，TCRLD被自动清0，传输继续。

4) 当在接收到最后一个字节时，主机会自动发送一个NACK。

5) 结束时序

― 停止条件产生：

软件结束模式（ASTOPEN=0）：此时I2C_STS的TDC置1，设置GENSTOP=1产生STOP条件；

自动结束模式（ASTOPEN=1）：自动产生STOP条件。

― 等待产生STOP条件，当STOP条件产生时，I2C_STS的STOPF置1，将I2C_CLR的STOPC写1，清除STOPF标志，传输结束。

图7. I2C主机接收流程图

图8. I2C主机接收时序图

主机接收流程软件接口

主机接收通过独立的函数接口实现，如下：

i2c_master_receive函数为i2c_application.c文件所提供的应用层接口函数，参数包括：I2C结构体指针、从机地址、接收数据指针、接收数据字节数和函数超时时间。

注：此函数为Artery所提供的标准主机接收函数。用户也可根据前述主机接收流程，自行编写主机接收函数。

从机通信流程

从机通信初始化

从机地址配置

每个I2C从设备可同时支持2个从设备地址，由OADDR1和OADDR2指定

I2C_OADDR1

— 通过ADDR1EN使能

— 通过ADDR1MODE配置为7位（默认）或10位地址

I2C_OADDR2

— 通过ADDR2EN使能

— 固定7位地址模式

— 可通过ADDR2MASK[2:0]来在进行地址匹配比较时屏蔽掉0~7个LSB地址位

ADDR2MASK=0表示7位地址中的每一位都要参与匹配比较

ADDR2MASK=7表示任何非保留地址的7位地址都会被该从设备应答

2. 从机地址匹配

当I2C启用的地址选中匹配时，ADDRF中断状态标志会被置1，如果ADDRIEN位为1，就会产生一个中断。如果两个从地址都使能，在地址匹配产生ADDR中断时，可以查看状态寄存器中的ADDR[6:0]来得知是OADDR1还是OADDR2被寻址了。

3. 从机字节控制模式（通常SMBus模式下才使用）

从设备可以对每个收到的字节进行应答控制。

所需配置：SCTRL=1&RLDEN=1&STRETCH=0&CNT≥1

从机字节控制流程：

1) 每收到一个字节TCRLD置位，时钟延展于第8和第9个脉冲之间

2) 软件读取RXDT中的值，并决定是否置位ACK

3) 软件重装载CNT=1来停止时钟延展

4) 应答或非应答信号在第9个脉冲时刻出现在总线上

注意：

置位SCTRL时，必须开启时钟延展，即STRETCH=0

CNT可以是大于1的值，来实现多个字节以自动ACK接收完毕后再启动应答控制，从设备发送时推荐关闭SCTRL，此时无需字节应答控制。
从机通信初始化软件接口

从机通信初始化所用到的软件接口通过独立的函数接口实现，如下：

i2c_own_address1_set函数用于配置OADDR1地址模式以及ADDR1地址值。

i2c_own_address2_set函数用于配置ADDR2地址值以及ADDR2屏蔽位。

i2c_own_address2_enable函数用于使能ADDR2地址。

i2c_slave_data_ctrl_enable函数用于使能从机字节控制模式。

i2c_clock_stretch_enable函数用于使能从机时钟延展功能。

i2c_reload_enable函数用于使能发送数据重载模式。

从机发送流程

1) 响应主机地址，匹配时回复ACK；

2) TXDT为空时，置位TDIS，从设备写入发送数据；

3) 每发送一个字节会收到ACK，且置位TDIS；

4) 如果收到NACK位：

— 置位NACKF，产生中断；

— 从设备自动释放SCL和SDA（以便主设备发送STOP或RESTART）；

5) 如果收到STOP位：

— 置位STOPF，产生中断；

当从机发送开启时钟延展（STRETCH=0）时，在等待ADDRF标志时和发送前一个数据的第9个时钟脉冲后，会把TXDT中的数据拷贝到移位寄存器中，如果此时TDIS还是置位，表示TXDT没有写进待发送数据，将发生时钟延展，如下流程图：

图9. I2C从机发送流程图

需要注意的是，在时钟延展关闭（STRETCH=1）的情况下，如果在将要传输数据的第一个Bit位开始发送之前，也就是SDA边沿产生之前，如果数据还未写入TXDT数据寄存器，那么会发生欠载错误，此时I2C_STS的OUF将会置1，并将0xFF发送到总线。

为了能及时的写入数据，可以在通信开始前，先将数据写入到DT寄存器：软件先将TDBE置1，目的是为了清空TXDT寄存器的数据，然后将第一个数据写入TXDT寄存器，此时TDBE清零。

图10. I2C从机发送时序图

从机发送流程软件接口

从机发送通过独立的函数接口实现，如下：

指针、发送数据指针、发送数据字节数和函数超时时间。

注：此函数为Artery所提供的标准从机发送函数。用户也可根据前述从机发送流程，自行编写从机发送函数。
从机接收流程

1) 当收到数据后，RDBF=1，读取RXDT数据寄存器，RDBF被自动清零；

2) 重复步骤2直到所有数据接收完成；

3) 等待收到STOP条件，当收到STOP条件时，I2C_STS的STOPF置1，将I2C_CLR的STOPC写1，清除STOPF标志，传输结束。

图11. I2C从机接收流程图

图12. I2C从机接收时序图

从机接收流程软件接口

从机接收通过独立的函数接口实现，如下：

i2c_slave_receive函数为i2c_application.c文件所提供的应用层接口函数，参数包括：I2C结构体指针、接收数据指针、接收数据字节数和函数超时时间。

注：此函数为Artery所提供的标准从机接收函数。用户也可根据前述从机接收流程，自行编写从机接收函数。

I2C配置工具

功能简介

I2C配置工具Artery_I2C_Timing_Configuration.exe可以实现对主机和从机的时钟、数字滤波、模拟滤波配置。

资源准备

1) 软件环境Artery_I2C_Timing_Configuration.exe

图13. Artery I2C Timing Configuration

使用步骤

1) 选择芯片型号

选择当前使用的芯片型号，例如可以选择AT32F435、AT32F437。

2) 选择设备模式

• Master：主模式，I2C作为主机；

• Slave：从模式，I2C作为从机。

3) 选择I2C速度模式

• Standard-mode：标准模式，范围0~100kHz；

• Fast-mode：快速模式，范围0~400kHz；

• Fast-mode Plus：增强快速模式，范围0~1000kHz。

4) 设置I2C速度（单位kHz）

根据实际需求设置I2C通信速度，例如需要通信速度为10kHz，那么这里设置为10。

5) 设置I2C时钟源频率（单位kHz）

根据实际使用的I2C时钟源频率来配置，例如AT32435 I2C时钟源为PCLK1，当AT32435主频为288MHz，APB1为144MHz时，这里设置为144000。

6) 模拟滤波使能

On：打开；

Off：关闭。

模拟滤波使能后，将过滤50ns以下的脉冲。

7) 数字滤波（范围0~15）

数字滤波时间=数字滤波值x TI2C_CLK；

其中TI2C_CLK=1/I2C时钟源频率。

当值为0时，数字滤波关闭，当值>0时将过滤小于数字滤波时间的脉冲。

8) 上升时间（tr单位ns）SCL和SDA总线的上升沿，如图18所示。I2C协议中规定了在标准模式（Standard-mode）、快速模式（Fast-mode）、增强快速模式（Fast-mode Plus）下的范围，详情请参照表1。上升时间和上拉电阻的阻值关系很大，上拉电阻越小，上升时间越短，可以支持的通信速度就越快，但是功耗也越高。

表2中给出了一些常用上拉电阻阻值所对应的上升沿时间，实际可能会因为总线挂的设备数量、布线等差异而有所不同，仅供参考。

9) 下降时间（tf单位ns）

SCL和SDA总线的下降沿，如图18所示。I2C协议中规定了在标准模式（Standard-mode）、快速模式（Fast-mode）、增强快速模式（Fast-mode Plus）下的范围，详情请参照表1。

图14. 上升沿（tr）下降沿（tf）规范

表1. I2C时间规范

表2. 常用上拉电阻阻值的tr、tf参考值(VDD=3.3V)

注：该值是总线上连接两片AT32 MCU，一个作为主机，一个作为从机测试出来的值，实际可能会因为总线挂的设备数量、布线等差异而有所不同。

10) 产生代码

点击产生代码，上诉配置的值，将会以代码的形式产生出来，如下图红框所示，只需要将右侧输出的代码替换到自己的程序即可。

图15. 代码产生

案例 读写EEPROM

功能简介

使用硬件I2C接口对EEPROM存储设备进行读写访问。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

4.7K上拉电阻

EEPROM存储设备

2) 软件环境

project\at_start_f4xx\examples\i2c\eeprom

软件设计

1) 配置流程

• 开启I2C外设时钟

• 配置I2C所复用的GPIO

• 配置I2C所用的DMA通道

• 使能I2C外设接口

• 写入EEPROM并读取写入的数据

• 比较读写数据内容是否正确

2)代码介绍

• main函数代码描述
  

实验效果

• 如若读写数据完全相同，则LED3会被点亮。
  

案例 轮询方式通信

功能简介

通过轮询方式让两块AT-START BOARD的I2C接口进行通信，测试作为主机或从机发送和接收数据。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD两块

4.7K上拉电阻

2) 软件环境

project\at_start_f4xx\examples\i2c\communication_poll

软件设计

1) 配置流程

• 开启I2C外设时钟

• 配置I2C所复用的GPIO

• 使能I2C外设接口

• 从机准备接收数据

• 主机发送数据

• 从机准备发送数据

• 主机接收数据

• 主机从机对比发送和接收到的数据是否正确

2) 代码介绍

• main函数代码描述

实验效果

• 通过宏定义：#define MASTER_BOARD来选择两块板子的主从关系；

• 如若主机或从机的读写数据完全相同，则LED3会被点亮，否则LED2会不停闪烁。
  

案例 中断方式通信

功能简介

通过中断方式让两块AT-START BOARD的I2C接口进行通信，测试作为主机或从机发送和接收数据。

资源准备

3) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD两块

4.7K上拉电阻

4) 软件环境

project\at_start_f4xx\examples\i2c\communication_int

软件设计

3) 配置流程

• 开启I2C外设时钟

• 配置I2C所复用的GPIO

• 使能I2C外设接口

• 使能I2C中断

• 从机准备接收数据

• 主机发送数据

• 从机准备发送数据

• 主机接收数据

• 主机从机对比发送和接收到的数据是否正确

4) 代码介绍

• main函数代码描述

• 主机中断处理函数代码描述

• 从机中断处理函数代码描述
  

实验效果

• 通过宏定义：#define MASTER_BOARD来选择两块板子的主从关系；

• 如若主机或从机的读写数据完全相同，则LED3会被点亮，否则LED2会不停闪烁。

案例 DMA方式通信

功能简介

通过DMA方式让两块AT-START BOARD的I2C接口进行通信，测试作为主机或从机发送和接收数据。

资源准备

5) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD两块

4.7K上拉电阻

6) 软件环境

project\at_start_f4xx\examples\i2c\communication_dma

软件设计

5) 配置流程

• 开启I2C外设时钟

• 配置I2C所复用的GPIO

• 配置I2C所使用的DMA通道

• 使能I2C外设接口

• 从机准备接收数据

• 主机发送数据

• 从机准备发送数据

• 主机接收数据

• 主机从机对比发送和接收到的数据是否正确

6) 代码介绍

• main函数代码描述

• 主机DMA发送接收完成中断处理函数代码描述
  

实验效果

• 通过宏定义：#define MASTER_BOARD来选择两块板子的主从关系；

• 如若主机或从机的读写数据完全相同，则LED3会被点亮，否则LED2会不停闪烁。

EE Awards Asia为亚洲区半导体和电子业的年度颁奖盛会，全球137家相关科技企业，超过400份提名角逐，奖项包含新创奖、产品奖、人气奖、企业奖与推荐奖，共有22个奖项进行投票，同时邀请各个专业领域工程师评选出最优秀的品牌和产品。

今年雅特力AT32F435/437荣幸获选「亚洲区—年度最佳MCU/Driver IC产品奖」，得到亚洲区微控制器市场高度认可，由雅特力产品与营销处长杜立博先生代表公司上台领奖。

经过市场不断的淬炼和客户的反馈下，AT32 MCU逐渐在全球微控制器市场中脱颖而出，最具代表性的超高性能AT32F435/437微控制器，一经推出便获得众多工程师青睐，该产品采用32位ARM® Cortex®-M4内核，创下M4业界CPU最高主频288MHz，并提供超大容量4032KB Flash和高达512KB SRAM，和丰富的外设资源，如2xOTG、2xQSPI、8xUART、2xCAN、4xSPI/I2S和3组5.33 Msps高速ADC独立引擎，使MCU能够处理更高阶、复杂的运算工作；此外产品集成数字摄影机并行DVP接口，可用于补捉CMOS影像摄影机所输出的并行数据；同时整合XMC接口，支持外接SDRAM、SRAM和PSRAM等储存器扩展储存空间，满足客户对可视化影像、听觉、触觉等操作应用要求。为了加快网络传输效率和稳定性，AT32F437还兼容IEEE-802.3 10/100 Mbps Ethernet以太网络控制器，协助开发人员降低设备物料成本，拓展应用领域，如物联网、工业控制、工业自动化、智能制造和5G通讯等。

AT32全系列MCU支持Pin-to-Pin接口，方便客户快速替换升/降级选型，且支持工业级芯片温度范围-40~105℃，适合应用于各种严苛的工业或户外场景。雅特力正全力投入打造一个全方位的MCU平台生态系统，专注于开发ARM® Cortex®-M4/M0+微控制器，不断提升CPU效能，推出相对业界更大内存、超低功耗、丰富外设的高性能产品，搭配自主研发sLib二次开发安全库，持续朝向28nm/40nm先进制程、高效能的市场研发精进。丰富多元的产品系列，不同尺寸的封装选择，具有竞争力的价格和良好的质量与服务，AT32 MCU各具特色的优势性能，协助客户共同实现终端智慧科技。

简介

时钟是芯片正确高效运行的基础，正确的时钟配置是芯片能正确运行的必要条件，其重要性不言而喻。AT32各系列产品的时钟配置部分可能存在细微的差异和需要注意的事项，本文档就着重针对各系列的情况来详细介绍如何结合雅特力提供的V2.x.x的板级支持包（BSP）来配置时钟。

以下介绍时钟配置的方法主要分两种：

1、 以手动编写代码调用BSP中提供的驱动函数接口来进行时钟配置。

2. 采用时钟工具来配置并生成相应的源码文件。

时钟树

在进行时钟配置之前，应充分了解对应芯片的时钟树结构，这样在进行时钟配置时才会游刃有余。对于系统时钟频率及路径的配置我们需要关注时钟源、倍频及系统时钟部分。类似如下图：

图1. 时钟框图

可由图中得到以下几个关键信息：

1) SCLKSEL：系统时钟可以由HEXT、PLLCLK、HICK三大时钟源提供。

2) HEXT：HEXT是外部高速时钟，其可以外接范围是4~25 MHz的晶振或时钟源。

3) HICK：HICK RC是内部高速振荡器，频率为48 MHz。HICK时钟由内部振荡器给出，但在初始情况下由HICKDIV控制并默认6分频后为8 MHz，亦可配置为不分频，保持48MHz的频率。

4) PLLCLK：PLL时钟=PLL输入时钟/PLL_MS*PLL_NS/PLL_FR。

5) PLL输入时钟：PLL的输入时钟由PLLRCS决定，有两个来源：HICK 8 MHz和HEXT。

代码配置解析

以下将以库函数接口为核心来对时钟配置流程和方法进行说明。

函数接口

各系列产品对应提供的BSP中对硬件的时钟设置部分已封装好接口函数以供调用，以下罗列出时钟配置常用的函数接口，各函数的具体参数及返回值类型等请参考at32f435_437_crm.c/.h文件。

时钟配置流程

按常规应用来讲解时钟配置流程，其内容可大致分为如下步骤：

图2. 时钟配置流程图

Flash时钟分频（Set Flash Clock Division）

Flash时钟分频系数与系统时钟频率相对应，系统时钟频率与Flash分频系数对应关系如下：

代码实现如下：

复位（CRM Reset）

首先按规范流程应复位CRM配置参数，其主要是将系统时钟切换到HICK，其余的系统时钟配置寄存器写入默认值，待后续进行新配置参数的写入。函数调用的代码实现如下：

时钟源配置（Clock Source Configuration）

与系统时钟相关的高速时钟源主要包括HEXT和HICK，PLL也是使用以上时钟源来进行倍频。需要在配置使能PLL前将所使用的PLL参考时钟源开启并等待其稳定。

• HEXT

外部高速时钟如采用外接有源时钟的方式时，可开启旁路模式来进行使用，采用晶振时，不能开启旁路模式，旁路模式应在外部高速时钟源使能前进行设定，其默认情况为关闭。旁路模式使能代码实现如下：

使能HEXT时钟源并等待HEXT时钟稳定，代码实现如下：

• HICK

内部高速时钟是由芯片内部振荡器提供，使能HICK时钟源并等待HICK时钟稳定，代码实现如下：

PLL配置（PLL Configuration）

PLL配置主要包括：PLL时钟源、PLL倍频系数、PLL倍频频率范围等的设置。倍频时钟公式为：PLLCLK=(PLL输入时钟*PLL_NS)/(PLL_MS*PLL_FR)。

• PLL时钟源

PLL时钟源细分有如下来源：1、HICK（8 MHz），2、HEXT。PLL时钟源应在PLL配置使能前开启并等待稳定。以上PLL时钟源在crm_pll_config函数中对应的参数定义如下：

• PLL倍频系数

PLL_MS：PLL预分频系数，范围值1~15。其功能是对PLL输入时钟进行预分频。

PLL_NS：PLL倍频参数，范围值31~500。其功能是对PLL_MS进行预分频处理后的时钟进行倍频。PLL_FR：PLL后分频系数，范围（1、2、4、8、16、32）。其功能是对PLL_NS倍频后的时钟进行后除频，除频后的时钟才是PLL时钟。以上参数在搭配使用时有如下限制条件，详情可参考RM的4.1.1时钟源章节：

当PLL参数设置完成后，即可开启PLL并等待PLL稳定。示例：外部时钟晶振8 MHz，采用HEXT时钟作为PLL时钟源，PLLCLK倍频到288 MHz的代码实现如下：

总线分频（Set Bus Frequency Division）

总线分频包含SCLK到AHBCLK分频、AHBCLK到APB1CLK分频、AHBCLK到APB2CLK分频。AHB总线1分频、APB1/APB2总线2分频的代码实现如下：

切换系统时钟（Switch System Clock）

系统时钟来源主要有三个：HICK、HEXT、PLLCLK。在切换系统时钟到如上时钟源时应提前确保对应时钟源已稳定。

• 顺滑模式

时钟顺滑模式是为了确保整个系统时钟切换过程的稳定而设计，当即将切换为系统时钟的目标时钟频率大于108 MHz时应开启时钟顺滑模式，所以其主要应用对象为PLLCLK用作系统时钟时的场景。通常使用方法是在系统时钟切换前开始，切换成功后关闭。代码实现如下：

• HICK系统时钟

内部高速时钟在系统复位重新运行时默认作为系统时钟，后期代码进行设定时，可有两种频率值来进行设定（8 MHz和48 MHz）。如图1所述HICK默认情况下用的是8 MHz，可配置为48 MHz。HICK 8 MHz用作系统时钟的代码实现如下：

HICK 48 MHz用作系统时钟的代码实现如下：

• HEXT系统时钟

外部高速时钟用作系统时钟时，其系统时钟频率以实际使用的外部时钟频率为准，范围为4~25 MHz。HEXT用作系统时钟的代码实现如下：

• PLLCLK系统时钟

PLLCLK用作系统时钟时，其系统时钟频率以实际的PLL倍频结果为准。其最高频率应满足芯片规格为基础。PLLCLK用作系统时钟的代码实现如下：

• 更新核心频率（Update Core Frequency）

提供的BSP中，其代码框架内保留了一个表示系统核心频率的参数值system_core_clock，其保存的是CPU核心的运行频率值，应该在每次系统时钟配置完成后来进行更新。为的是在整个代码框架下，各外设驱动的频率配置能很快获取到当前核心运行频率值并使用。代码实现如下：

时钟配置示例

以下将以完整的时钟配置流程来进行说明，示例：由8 MHz外部时钟晶振作为时钟源，经PLL倍频到288 MHz并用做系统时钟，AHB不分频，APB1/APB2采用2分频。函数system_clock_config代码实现如下：

时钟工具

时钟配置工具是雅特力科技为方便对AT32系列MCU进行时钟配置而开发的一个图形化配置工具，其主旨是使用户清晰了解时钟路径和配置出期望的时钟频率并生成源码文件。

环境要求

软件要求需要Windows7及以上操作系统支持。

安装

软件安装本软件不需要安装，只需直接运行可执行程序AT32_New_Clock_Configuration.exe。

功能介绍

本章节将介绍此工具的基本操作，其主要的启动界面和配置界面如下所示

图3. 启动界面

图4. 配置界面

菜单栏

菜单栏内容如图所示：

图5. 菜单栏

• “项目”（Project）菜单：

新建：新建时钟配置项目

打开：打开已存在的配置项目

保存：保存已打开的配置项目

• “语言”（Language）菜单：

English：选择English作为显示语言

简体中文：选择简体中文作为显示语言

• “生成代码”（General code）菜单：

当在对应型号的操作配置界面将所期望的时钟路径和时钟频率配置完成之后，可点击“生成代码”菜单来选择源码文件的存储路径并生成相应的源码文件。

• “帮助”（Help）菜单：

新版本下载：联网进行新版本下载

版本：查看当前版本

新建配置项目

双击打开时钟配置工具，可看到图示的启动界面，可点击“项目”菜单-->“新建”，进行配置项目的新建，在新建配置项目的过程中需要对芯片的系列所属进行选择，操作方法如下图所示

图6. MCU选择界面

MCU系列的选择，可点击下拉框来进行选择，当选择好MCU后点击“确定”可进入到时钟配置界面。

配置界面的使用

配置界面主要用来进行时钟路径及参数的配置并对部分外设当前运行的时钟频率进行显示，以下的介绍将以AT32F435系列作为示例来展开进行，其余系列的配置方法与此类似。整个配置界面主要可以分为四个大块，如下图所示

图7. 配置界面框架

1、标题部分：用于展示当前配置项目所选择的MCU系列。

2、配置部分：用于对时钟路径和时钟参数进行选择和配置，以达到期望的应用需求。

3、输出部分：用于时钟输出（CLKOUT）的配置。

4、在SCLK栏也可在选中PLL为系统时钟时作为输入框，可输入期望的系统时钟频率来反向自动配置出倍频参数。

5、结果部分：用于显示当前外设所使用的时钟频率及总线上的外设。

接下来就着重介绍一下配置部分的使用。配置部分的流程界面是对应着 MCU 时钟树来进行的，各系列MCU的此部分可能存在着差异，但使用方式大同小异。时钟路径的配置可按流程对各开关进行点选来进行选择，配置部分如下图所示，将逐个流程点的功能及其注意事项进行介绍。

图8. 时钟配置框

1. ertc使能：ertc时钟代码配置的使能下拉框。

2.ertcsel：点选框，ertc时钟源选择。当ertc使能开启后，此点选框可配置。

3. ertcdiv：下拉框，当ertc选择hext外部高速时钟作为时钟来源时，此下拉框选择分频系数。

4. lext bypass：外部低速时钟的旁路使能。

5. hext：此为输入框，8 MHz为所采用外部时钟源的默认频率，用户可根据实际使用的外部时钟源频率进行修改。（注：此8 MHz被修改为其他频率值时，对应的BSP中demo目录下的inc/at32f435_437_conf.h文件内的HEXT_VALUE宏定义也应该一致修改，也可以采用工具生成的at32f435_437_conf.h文件来进行使用）。

6. hext bypass：高速外部时钟的旁路使能。

7. pllrcs：点选框，可配置PLL时钟源为HEXT或HICK。

8. pll_ms：输入框，PLL预分频系数，范围值1~15。其功能是对PLL输入时钟进行预分频。

9. pll_ns：输入框，PLL 倍频参数，范围值31~500。其功能是对PLL_MS进行预分频处理后的时钟进行倍频。

10. pll_fr：下拉框，PLL后分频系数，范围（1、2、4、8、16、32）。其功能是对PLL_NS倍频后的时钟进行后除频，除频后的时钟才是PLL时钟。

11. sclk select：点选框，可配置HEXT、PLL或HICK作为系统时钟。

12. sclk频率：当采用正向配置时，此作为系统时钟频率的配置结果显示，当将其用作输入框时，输入期望的频率后点击回车键，会根据此输入值反向计算一组合适的或最接近期望值的PLL配置参数。

13. hick to sclk：点选框，当sclk select选择HICK作为系统时钟时，可配置HICK的8 MHz或48 MHz到系统时钟（注：当选择48 MHz HICK到系统时钟后，CLKOUT输出HICK时的频率也为48 MHz）。14. usbdiv：下拉框。当PLL时钟被选作为USB的时钟来源时，此处配置PLL时钟到USB时钟的分频系数。

15. hick to usb：点选框，可配置USB时钟由PLL时钟或HICK 48 MHz提供，USB时钟配置代码由下拉框to usb来进行选择控制。因USB时钟需要的是固定48 MHz，所以在usbdiv可分频参数为前提下，PLL倍频出来的频率可能不满足USB 48 MHz的时钟需求。

16. USB使能：USB时钟代码配置的使能下拉框。

17. USB时钟频率的显示。此显示栏会实时计算USB时钟的频率并显示，如果配置出来的USB时钟不等于48 MHz时，显示出来的USB时钟频率会标注为红色，而实际应用中没有用到USB时选择disable则不会显示。（注：此部分只针对USB时钟频率的配置，USB外设时钟使能需自行额外打开）。

生成代码

当时钟配置完成后，可点击生成代码，然后选择代码生成的路径并确认，最后会在所选目录下生成两个文件夹inc和src，源文件存放在src文件夹下，头文件存放在inc文件夹下。这些文件可结合到BSP_V2.x.x内的工程来进行使用。可以采用新生成的时钟代码文件（at32f4xx_clock.c/at32f4xx_clock.h/at32f4xx_conf.h）将原BSP demo中的对应文件替换，在main函数中进行system_clock_config函数调用即可。

注意事项

外部时钟源(HEXT)修改

因本文档所示例的demo和配置工具都默认采用的8 MHz外部时钟频率，当实际硬件使用的外部时钟源是非8 MHz频率时需注意以下几点。

• 代码修改

1、 以实际的外部时钟频率按文中时钟配置流程章节所描述的时钟配置流程及方法来编写相应的代码，配置出期望的时钟配置及时钟路径。

2、 修改对应demo工程中at32f4xx_conf.h文件的HEXT_VALUE值，以实际使用的外部时钟源频率值来进行修改。如实际外部高速时钟使用12.288 MHz的晶振或时钟源时，at32f4xx_conf.h文件应修改如下：

• 工具修改

1、在时钟配置工具中的 HEXT 输入框内填入外部时钟源实际频率值并按“Enter”键确认。

2、配置好所需的时钟路径及时钟频率，生成代码。采用新生成的时钟代码文件（at32f4xx_clock.c/at32f4xx_clock.h/at32f4xx_conf.h）将原BSP demo中的对应文件替换或取其中函数内容进行替换，在main函数中进行system_clock_config函数调用即可。

工具使用

在使用本时钟配置工具时需注意：1. 此工具生成的时钟配置源码文件需结合雅特力科技提供的BSP_V2.x.x进行使用。2. 不同系列所生成的时钟配置源码文件不能型号混用，只能在相对应的工程项目中进行调用。3. 配置工具中各输入框参数修改后，请以“Enter”键结束。

案例 系统时钟切换

功能简介

在系统运行过程中来进行系统时钟切换。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARD2) 软件环境project\at_start_f435\examples\crm\sysclk_switch

软件设计

1) 配置流程

• 初始化按键。

• 配置clkout时钟输出pll 4分频。

• 编写从hick经pll倍频64 MHz到系统时钟的配置代码。

• 编写从hext 2分频经pll倍频96 MHz到系统时钟的配置代码。

2) 代码介绍

main函数代码描述

hick经pll倍频64 MHz到系统时钟的代码描述

hext经pll倍频96 MHz到系统时钟的代码描述

实验效果

上电运行led2以间隔100ms时间进行闪烁，clkout（PA8）输出60 MHz。每次USER按键按下，系统时钟在64 MHz与96 MHz之间进行交替切换，clkout输出对应的4分频频率，led4 toggle一次。

案例 时钟失效检测

功能简介

在当HEXT时钟直接或间接作为系统时钟时，当HEXT时钟出现故障，且时钟失效模块侦测到失效后，时钟失效事件将产生NMI中断，在此中断中可完成系统的营救操作。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的 AT-START BOARD2) 软件环境project\at_start_f435\examples\crm\clock_failure_detection

软件设计

1) 配置流程

• 配置clkout1时钟输出pll 4分频。

• 开启时钟失效检测，并完善void NMI_Handler(void)函数。

• 编写从hick经pll倍频288 MHz到系统时钟的配置代码。

2) 代码介绍

main函数代码描述

hick经pll倍频288 MHz到系统时钟的代码描述

NMI中断实现

实验效果

在运行过程中将晶振拔掉或晶振脚接地，产生时钟失效。通常来说hext比hick更稳定，可观测clkout（PA8）的输出，可发现时钟拯救回来后hick作为源时的频率上存在细微波动。

案例PLL参数计算

功能简介

在进行系统时钟配置过程时，可调用库函数根据PLL输入时钟源和目标时钟频率自动计算一组合理的PLL参数以供配置，减少人为计算的烦恼。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARD2) 软件环境project\at_start_f435\examples\crm\pll_parameter_calculate

软件设计

1) 配置流程

• crm_pll_parameter_calculate函数自动计算PLL参数方式配置系统时钟。

• 配置clkout1时钟输出pll 4分频。

• 判断计算结果，能以目标时钟准确计算一组PLL参数时LED4闪烁，如果不能LED2闪烁。

2) 代码介绍main函数

代码描述自动以目标时钟计算PLL参数并配置系统时钟的代码描述

实验效果

系统会自动计算一组以目标时钟为结果的PLL参数并配置，如果计算参数所算结果与目标时钟相等则LED4闪烁，如果所算结果与目标时钟接近则LED2闪烁。