STM32单片机学习五时钟系统

　　本篇将记录 stm32的时钟系统。

　　1、STM32时钟介绍

　　下面这幅图时stm32的时钟系统框图

　　1)蓝底框表示时钟源，即：

　　①HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz。

　　②HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~16MHz。

　　③LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz。(WDG看门狗使用该时钟源)

　　④LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。(RTC实时时钟使用该时钟源)

　　⑤PLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72MHz。

　　其中HSE和LSE是通过单片机外部的晶振输入的，一共四个管脚，HSE的输入管脚是OSC_IN和OSC_OUT(通常为8M)，

　　LSE的输入管脚对应的引脚为OSC32_IN和OSC32_OUT(32.768kHz)

　　2)梯形表示选择器，例如：

　　梯形表示 SYSCLK系统时钟的来源可以使HSI RC、PLLCLK、HSE Osc(即HSI振荡器时钟、HSE振荡器时钟、PLL时钟)

　　3)绿色方框表示预分频器(prescaler)

　　4)该图片如何看，比如下图：

　　按照上图深红色的路线来解释：PLL的时钟源经过前面的选择器假设为8MHz，经过PLL 9倍频后 PLLCLK的频率为72MHz，则经过选择器 SYSCLK(系统时钟)频率为72MHz，经过AHB分频器 1分频后 HCLK输出频率72MHz，经过APB1分频器 2分频后 PCLK1频率为36MHz; 经过APB2分频器 1分频后 PCLK2频率为72MHz。

　　5)时钟输出MCO脚(PA8)，可以选择PLL输出的2分频、HSI、HSE或者系统时钟。

　　6)任何一个外设在使用之前，必须首先使能其相应的时钟。

　　7)需要记住几个重要的时钟

　　- SYSCLK(系统时钟)

　　- AHB总线时钟

　　- APB1总线时钟(低速)，速度最高到36MHz

　　- APB2总线时钟(高速)，速度最高到72MHz

　　- PLL时钟

　　下面贴一张《STM32中文手册》中的时钟图，该图和上面的图表示的意思是一致的，我们看看官方是如何展示时钟框图的。

　　2、(时钟控制)RCC寄存器

　　typedef struct

　　{

　　__IO uint32_t CR; //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能和就绪标志位

　　__IO uint32_t CFGR; //PLL等的时钟源选择，分频系数设定

　　__IO uint32_t CIR; //清除/使能 时钟就绪中断

　　__IO uint32_t APB2RSTR; //APB2线上外设复位寄存器

　　__IO uint32_t APB1RSTR; //APB1线上外设复位寄存器

　　__IO uint32_t AHBENR; //DMA，SDIO等时钟使能

　　__IO uint32_t APB2ENR; //APB2线上外设时钟使能

　　__IO uint32_t APB1ENR; //APB1线上外设时钟使能

　　__IO uint32_t BDCR; //备份域控制寄存器

　　__IO uint32_t CSR; //控制状态寄存器

　　} RCC_TypeDef;

　　上面是RCC寄存器的结构体定义，结构体中的每个变量的每一位代表什么需要我们参考《STM32中文手册》第6章的6.3小节 RCC寄存器描述来了解，现仅对一个变量CR贴出参考手册的描述，其余的就不列出了，参考手册即可。

　　3、系统时钟初始化

　　上面仅仅是对时钟控制器做了一个概念性的介绍，在编写程序时我们一般不直接操作 RCC_TypeDef结构体，而是调用相应的库函数来编程。

　　在此我们先看一下库函数中系统默认如何初始化这些寄存器的，我们先看一段汇编程序，我们知道c中默认的程序入口是main函数，那main函数的如何调用的呢，我们先来看如下程序(该程序在startup_stm32f10x_hd.s中可以找到)：

　; Reset handler

　　Reset_Handler PROC

　　EXPORT Reset_Handler [WEAK]

　　IMPORT __main

　　IMPORT SystemInit

　　LDR R0, =SystemInit

　　BLX R0

　　LDR R0, =__main

　　BX R0

　　ENDP

　　从上面的程序中可以看出在main函数调用前，调用了SystemInit函数，该函数的定义可以在system_stm32f10x.c中找到，源码如下：

　#if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

　　/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

　　#define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000

　　#else

　　/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

　　/* #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000 */

　　/* #define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 */

　　/* #define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 */

　　/* #define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000 */

　　#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

　　#endif

　　/*!< Uncomment the following line if you need to use external SRAM mounted

　　on STM3210E-EVAL board (STM32 High density and XL-density devices) or on

　　STM32100E-EVAL board (STM32 High-density value line devices) as data memory */

　　#if defined (STM32F10X_HD) || (defined STM32F10X_XL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

　　/* #define DATA_IN_ExtSRAM */

　　#endif

　　/*******************************************************************************

　　* Clock Definitions

　　*******************************************************************************/

　　#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE

　　uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_HSE; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz

　　uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_24MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz

　　uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_36MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz

　　uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_48MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz

　　uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_56MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz

　　uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_72MHz; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#else /*!< HSI Selected as System Clock source */

　　uint32_t SystemCoreClock = HSI_VALUE; /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */

　　#endif

　　__I uint8_t AHBPrescTable[16] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9};

　　static void SetSysClock(void);

　　/**

　　* @brief Setup the microcontroller system

　　* Initialize the Embedded Flash Interface, the PLL and update the

　　* SystemCoreClock variable.

　　* @note This function should be used only after reset.

　　* @param None

　　* @retval None

　　*/

　　void SystemInit (void)

　　{

　　/* Reset the RCC clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */

　　/* Set HSION bit */

　　RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;

　　/* Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits */

　　#ifndef STM32F10X_CL

　　RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000;

　　#else

　　RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000;

　　#endif /* STM32F10X_CL */

　　/* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */

　　RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;

　　/* Reset HSEBYP bit */

　　RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;

　　/* Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE bits */

　　RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF;

　　#ifdef STM32F10X_CL

　　/* Reset PLL2ON and PLL3ON bits */

　　RCC->CR &= (uint32_t)0xEBFFFFFF;

　　/* Disable all interrupts and clear pending bits */

　　RCC->CIR = 0x00FF0000;

　　/* Reset CFGR2 register */

　　RCC->CFGR2 = 0x00000000;

　　#elif defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

　　/* Disable all interrupts and clear pending bits */

　　RCC->CIR = 0x009F0000;

　　/* Reset CFGR2 register */

　　RCC->CFGR2 = 0x00000000;

　　#else

　　/* Disable all interrupts and clear pending bits */

　　RCC->CIR = 0x009F0000;

　　#endif /* STM32F10X_CL */

　　#if defined (STM32F10X_HD) || (defined STM32F10X_XL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

　　#ifdef DATA_IN_ExtSRAM

　　SystemInit_ExtMemCtl();

　　#endif /* DATA_IN_ExtSRAM */

　　#endif

　　/* Configure the System clock frequency, HCLK, PCLK2 and PCLK1 prescalers */

　　/* Configure the Flash Latency cycles and enable prefetch buffer */

　　SetSysClock();

　　#ifdef VECT_TAB_SRAM

　　SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM. */

　　#else

　　SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */

　　#endif

　　}

　　/**

　　* @brief Configures the System clock frequency, HCLK, PCLK2 and PCLK1 prescalers.

　　* @param None

　　* @retval None

　　*/

　　static void SetSysClock(void)

　　{

　　#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE

　　SetSysClockToHSE();

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz

　　SetSysClockTo24();

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz

　　SetSysClockTo36();

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz

　　SetSysClockTo48();

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz

　　SetSysClockTo56();

　　#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz

　　SetSysClockTo72();

　　#endif

　　/* If none of the define above is enabled, the HSI is used as System clock

　　source (default after reset) */

　　}

　　1)从上面代码逐行往下看，我们知道我们前面的程序定义的宏定义是 STM32F10X_HD，如下图

　　2)从而在初始化器确定了系统时钟频率为(72MHz)：‘#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000’

　　初始化智慧的状态为：

　　SYSCLK 72MHz

　　AHB 72MHz

　　PCLK1 36MHz

　　PCLK2 72MHz

　　PLL 72MHz

　　3)SystemInit()函数的第一行代码RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;我们查手册 CR寄存器第一位置1，表示开启8MHz内部振荡器，后续的代码阅读如该句，都需要参照手册来理解，在此不再说明。

　　4)初始化之后可以通过变量SystemCoreClock获取系统变量。如果SYSCLK=72MHz，那么变量SystemCoreClock=72000000。

　　4、RCC寄存器配置库函数

　　上面了解了 stm32默认给我们配置的是什么样的时钟源，若我们想自定义，则需要借助系统库函数来进行修改，则我需要用到 stm32f10x_rcc.h里定义的库函数

　　时钟使能配置:

　　RCC_LSEConfig() 、RCC_HSEConfig()、

　　RCC_HSICmd() 、 RCC_LSICmd() 、 RCC_PLLCmd() ……

　　时钟源相关配置：

　RCC_PLLConfig ()、 RCC_SYSCLKConfig() 、

　　RCC_RTCCLKConfig() …

　　分频系数选择配置：

　RCC_HCLKConfig() 、 RCC_PCLK1Config() 、 RCC_PCLK2Config()…

　　外设时钟使能：

　　RCC_APB1PeriphClockCmd(): //APB1线上外设时钟使能

　　RCC_APB2PeriphClockCmd(); //APB2线上外设时钟使能

　　RCC_AHBPeriphClockCmd(); //AHB线上外设时钟使能

　　其他外设时钟配置：

　　RCC_ADCCLKConfig (); RCC_RTCCLKConfig();

　　状态参数获取参数：

　RCC_GetClocksFreq();

　　RCC_GetSYSCLKSource();

　　RCC_GetFlagStatus()

　　RCC中断相关函数 :

　　RCC_ITConfig() 、 RCC_GetITStatus() 、 RCC_ClearITPendingBit()…

分享一个时钟方面的详细分析资料

（时钟系统）
http://www.makeru.com.cn/live/1392_1082.html?s=45051

STM32中断系统
http://www.makeru.com.cn/live/3523_1745.html?s=45051

时钟

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