图文详解如何配置STM32的时钟

1.概述

时钟是单片机的脉搏，是单片机的驱动源，使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。这样的好处是，如果不使用一个外设的时候，就把它的时钟关掉，从而可以降低系统的功耗，达到节能，实现低功耗的效果。

每个时钟tick，系统都会处理一步数据，这样才能让工作不出现紊乱。

3.详述STM32时钟

系统时钟，是处理器运行时间基准（每一条机器指令一个时钟周期）

乍一看很吓人，但其实很好理解，我们看系统时钟SYSCLK 的左边 系统时钟有很多种选择，而左边的部分就是设置系统时钟使用那个时钟源。

系统时钟SYSCLK 的右边，则是系统时钟通过AHB预分频器，给相对应的外设设置相对应的时钟频率。

从左到右可以简单理解为：

时钟源

在STM32中，可以用内部时钟，也可以用外部时钟，在要求进度高的应用场合最好用外部晶体震荡器，内部时钟存在一定的精度误差。

准确的来说有4个时钟源可以选分别是HSI、LSI、HSE、LSE（即内部高速，内部低速，外部高速，外部低速），高速时钟主要用于系统内核和总线上的外设时钟。低速时钟主要用于独立看门狗IWDG、实时时钟RTC。

• HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz，上电后默认的系统时钟 SYSCLK = 8MHz，Flash编程时钟。

• HSE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。

• LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz，可用于独立看门狗IWDG、实时时钟RTC。

• LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。

PLL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。通过倍频之后作为系统时钟的时钟源
（ 网上有很多人说是5个时钟源，这种说法有点问题，学习之后就会发现PLL并不是自己产生的时钟源，而是通过其他三个时钟源倍频得到的时钟）

举个例子：Keil编写程序是默认的时钟为72Mhz，其实是这么来的：外部晶振(HSE)提供的8MHz（与电路板上的晶振的相关）通过PLLXTPRE分频器后，进入PLLSRC选择开关，进而通过PLLMUL锁相环进行倍频（x9）后，为系统提供72Mhz的系统时钟（SYSCLK）。之后是AHB预分频器对时钟信号进行分频，然后为低速外设提供时钟。

或者内部RC振荡器(HSI) 为 8MHz /2 为4MHz，进入PLLSRC选择开关，通过PLLMUL锁相环进行倍频（x18）后为72MHz。

系统时钟

PLL的输入3种选择：

①、PLLi = HSI /2
①、PLLi = HSE /2
③、PLLi = HSE

PLL的输出有15种选择：PLLout = PLLi Xn (n = 2…16)

USB时钟

STM32中有一个全速功能的USB模块，其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取（唯一的），可以选择为1.5分频或者1分频，也就是，当需要使用USB模块时，PLL必须使能，并且时钟频率配置为48MHz或72MHz。

把时钟信号输出到外部

系统时钟通过AHB分频器给外设提供时钟（右边的部分） 重点!!!

F4系列：

APB2总线：高级定时器timer1, timer8、通用定时器timer9, timer10, timer11、UTART1,USART6

Reset and clock control (RCC)：时钟配置，控制提供给各模块时钟信号的通断。

typedef struct{   vu32 CR;           //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能   vu32 CFGR;         //PLL等的时钟源选择以及分频系数设定 vu32 CIR;          // 清除/使能 时钟就绪中断 vu32 APB2RSTR;     //APB2线上外设复位寄存器 vu32 APB1RSTR;     //APB1线上外设复位寄存器 vu32 AHBENR;       //DMA，SDIO等时钟使能 vu32 APB2ENR;      //APB2线上外设时钟使能 vu32 APB1ENR;      //APB1线上外设时钟使能 vu32 BDCR;         //备份域控制寄存器 vu32 CSR;             } RCC_TypeDef;

这里我们使用HSE(外部时钟），正常使用的时候也都是使用外部时钟

使用HSE时钟，程序设置时钟参数流程：

1、将RCC寄存器重新设置为默认值 RCC_DeInit;

2、打开外部高速时钟晶振HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

3、等待外部高速时钟晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

4、设置AHB时钟 RCC_HCLKConfig;

5、设置高速AHB时钟 RCC_PCLK2Config;

6、设置低速速AHB时钟 RCC_PCLK1Config;

7、设置PLL RCC_PLLConfig;

8、打开PLL RCC_PLLCmd(ENABLE);

9、等待PLL工作 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)

10、设置系统时钟 RCC_SYSCLKConfig;

11、判断是否PLL是系统时钟 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)

12、打开要使用的外设时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

代码实现

对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)  系统时钟72MHz，APH 72MHz，APB2 72MHz，APB1 32MHz，USB 48MHz TIMCLK=72Mvoid RCC_Configuration(void){    //----------使用外部RC晶振-----------    RCC_DeInit();                                 //初始化为缺省值    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);    //使能外部的高速时钟    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);    //等待外部高速时钟使能就绪
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);    //Enable Prefetch Buffer    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);                                    //Flash 2 wait state
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);          //HCLK = SYSCLK    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);            //PCLK2 =  HCLK    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);            //PCLK1 = HCLK/2    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);    //PLLCLK = 8MHZ * 9 =72MHZ    RCC_PLLCmd(ENABLE);            //Enable PLLCLK
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);    //Wait till PLLCLK is ready    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);    //Select PLL as system clock    while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);        //Wait till PLL is used as system clock source
    //---------打开相应外设时钟--------------------    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);    //使能APB2外设的GPIOA的时钟        }

时钟监视系统

STM32还提供了一个时钟监视系统（CSS），用于监视高速外部时钟（HSE）的工作状态。

倘若HSE失效，会自动切换（高速内部时钟）HSI作为系统时钟的输入，保证系统的正常运行。

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