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STM32CubeMX 生成时钟获取函数的分析

news 2025/8/4 17:16:17

关键字：STM32CubeMX， HAL 时钟获取函数

1. 问题

STM32CubeMX 升级到了 V6.13.0 ，与此同时 STM32Cube_FW_H7 也升级到了 V1.12.0 ，在时钟获取数组的定义中出现了问题，造成的问题现象是串口输出内容乱码，经过和 V6.12.1+ STM32Cube_FW_H7_V1.11.2 生成的代码对比，发现是时钟获取函数的数组出现的问题，修改之后即可正常。

2. 如何复现

在 ST 官网上下载 STM32CubeMX 6.13.0 链接：Here，选择器件型号为 STM32H743ZIT6，使能 USART3 这个外设，选择使用 STM32Cube_FW_H7_V1.12.0 库来生成代码之后，串口打印出来的内容就是乱码。

时钟配置如下图 1 所示。

图1. 默认时钟配置

2.1. 代码分析

首先，让我们看一下，不同的版本在生成代码中的主要区别，主要是 D1CorePrescTable 这个数组的内容有变化。

图2. 生成代码对比

由上图可见，数组 D1CorePrescTable 的【4 : 7】内容由原来的{1,2,3,4}变成了 {0,0,0,0}，那么这个数组是做什么用的，又为什么会对串口有影响呢？让我们来分析一下代码。

在串口初始化中有如下调用关系：

MX_USART3_UART_Init()àHAL_UART_Init()àUART_SetConfig()àHAL_RCC_GetPCLK1Freq()

图3. 代码内容

由图 3 中的代码，我们可以看到，这里引用了 D1CorePrescTable 的内容，这里是如何引用的呢？其实是比较巧妙的。

我们首先看寄存器中是如何配置的。

图4. 寄存器描述

寄存器中的 D2PPRE1[2:0]是配置 D2 域中 APB1 的分频系数，默认是 0xx，表示不分频；100 是 1/2 分频；101 是 1/4 分频 ; 以此类推。

在整个时钟树中的位置如图 5 所示

图5. 寄存器在时钟树中位置

回到代码，我们单独截取其中一句话。

图6. 代码详细内容

其中的数值定义如图 7 所示

图7. 代码定义内容

这个地方通过读取寄存器（RCC->D2CFGR 中的 D2PPRE1）的配置，就能得到 APB1总线上的时钟分频参数，其先通过函数 HAL_RCC_GetHCLKFreq()得到系统时钟的频率，再将其进行右移操作（右移 1 位代表除以 2）。具体右移多少位就是通过查找 D1CorePrescTable 这个表来决定的。

比如，这里如果是 1/2 分频，那么 RCC->D2CFGR & RCC_D2CFGR_D2PPRE1) >> RCC_D2CFGR_D2PPRE1_Pos 得到的结果就是 0b100，再和 0x1FU 进行“与操作”得到也是 0b100，即十进制的 4。通过正确的 D1CorePrescTable 表格，即可得到 D1CorePrescTable【4】=1，（注意数组是从 0 开始的）那么就是系统时钟进行右移 1 位的操作，得到除以 2 的效果。

正确数组：const uint8_t D1CorePrescTable[16] = {0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9};

错误数组：const uint8_t D1CorePrescTable[16] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9};

但是如果是错误的数组，查到的就是 D1CorePrescTable【4】=0，这是不需要右移的，就是没有经过 1/2 分频，显然是不对正确的。

这里还有个小问题：如果在 APB1 的时钟是没有经过分频的，那么 RCC->D2CFGR & RCC_D2CFGR_D2PPRE1) >> RCC_D2CFGR_D2PPRE1_Pos 得到的结果就总是小于 4 的（即 0xx，具体参见图 4），查表得到的结果就都是 0，也是没有问题的。但是1/2,1/4,1/8,1/16 这些分频系数都会出现计算错误，所以正确的方式就是手动修改这个参数即可解决问题。