STM32笔记 (五) RCC时钟系统

简介

由于STM32的性能强大，内部组成复杂，而且时钟频率普遍比51单片机高，不能简单的用一个51单片机的时钟系统来调配，对于F1系列时钟频率高达72MHz，如果把STM32的每一个外设的时钟都打开，那么功耗是不可想象的，同时对于一个电路，时钟频率越快，抗干扰能力就越弱，因此STM32采用了多时钟源的方式来解决这些问题，并且对于每一个片上外设，都需要单独设置时钟的使能位。

时钟源

1. HSE时钟–High Speed External Clock Signal （高速外部时钟）
   精度高，位于芯片外部，通过OSC_IN 和OSC_OUT 引脚连接外部晶振
   常用的是无源晶振（4~16MHZ）通常使用8MHZ(无源) ，一般倍频为72MHZ

晶振分类：
1.无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来
2.有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件主要看 你应用到的电路，如果有时钟电路，就用无源，否则就用有源。

1. HSI时钟–High Speed Internal Clock Signal（高速内部时钟）
   位于芯片内部,当外部时钟出现故障时,会切换使用HSI时钟,直到HSE启动成功
   大小为8MHZ 一般会被分频成4MHZ
2. LSE时钟–Low Speed External Clock Signal（低速外部时钟）
   位于芯片外部，通过OSC32_IN和OSC32_OUT连接频率为32.768MHz的石英晶体
3. LSI时钟–Low Speed Internal Clock Signal（低速内部时钟）
   位于芯片内部，是一个RC震荡器，频率为40KHz
4. PLLCLK–锁相倍频时钟源
   PLLCLK本身的不是一个独立的内部或者外部时钟源，其来源可以是HSE或者HSI

相关寄存器

typedef struct
{
  __IO uint32_t CR; //时钟控制寄存器
  __IO uint32_t CFGR; //时钟配置寄存器
  __IO uint32_t CIR; //时钟中断寄存器
  __IO uint32_t APB2RSTR; //APB2 外设复位寄存器 
  __IO uint32_t APB1RSTR; //APB1 外设复位寄存器
  __IO uint32_t AHBENR; //AHB外设时钟使能寄存器 
  __IO uint32_t APB2ENR; //APB2 外设时钟使能寄存器 常用
  __IO uint32_t APB1ENR; //APB2 外设时钟使能寄存器 常用
  __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;

时钟树

稍加注释，原版可在参考手册中找到

几个名词这里解释一下：
分频：指的的将时钟频率除以一个常数，分频因子就是这个常数，例如,16MHz经过2分频后就是8MHz
倍频：将时钟频率乘以一个常数，倍频因子就是这个常数，例如，8MHz经过9倍倍频后就是72MHz

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APB1和APB2总线配置流程图示例

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RTC(实时时钟)时钟源

实时时钟是一个独立的定时器。 RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可
提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

RTC 时钟可由 HSE/128 分频得到，也可由低速外部时钟信号 LSE 提供，频率为32.768KHZ，也可由低速内部时钟信号 HSI 提供，具体选用哪个时钟由备份域控制寄存器BDCR 的位 9-8： RTCSEL[1:0]配置。独立看门狗的时钟由 LSI 提供，且只能是由 LSI 提供（LSI 是低速的内部时钟信号，频率为 30~60KHZ 直接不等，一般取 40KHZ）。

MCO 时钟输出

• MCO 是 Microcontroller Clock Output 的缩写，STM32允许输出时钟信号到外部MCO引脚，可以对外提供时钟，相当于一个有源晶振
• 时钟来源有： PLLCLK/2、 HSI、 HSE、 SYSCLK
• 由RCC->CFGR寄存器配置
  

配置HSE为系统时钟

编程要点：

1. 开启 HSE ， 等待 HSE稳定
2. 设置 AHB、 APB2、 APB1 的预分频因子
3. 设置 PLL 的时钟来源，和 PLL 的倍频因子
4. 开启 PLL，等待 PLL 稳定
5. 把 PLLCK 切换为系统时钟 SYSCLK
6. 读取时钟切换状态位，确保 PLLCLK 被选为系统时钟

void HSE_SetSysClk( uint32_t RCC_PLLMul_x ) //x为倍频因子，如RCC_PLLMul_9
{
	ErrorStatus ErrorStatus;
	
	//把RCC复位成刚上电的状态
	RCC_DeInit();

	//使能HSE
	RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
	
	//等待HSE设置成功 返回success和error
	ErrorStatus	= RCC_WaitForHSEStartUp();
	
	if( ErrorStatus == SUCCESS ) //如果启动成功
	{
		//使能预取址
		FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
		
		FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
		
		//AHB总线分频为1
		RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
		//APB1总线分频为
		RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
		//APB2总线分频为
		RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
		
		//配置PLL锁相环   
		//配置PLLCLK = HSB * RCC_PLLMul_x (倍频因子)
		RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_x);//8*x = xxxMHz
		
		//使能PLL
		RCC_PLLCmd(ENABLE);
		//等待PLL稳定
		while( RCC_GetFlagStatus( RCC_FLAG_PLLRDY ) == RESET );
		
		//选择系统时钟为PLLCLK
		RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
		//检查系统时钟来源是否正确
		while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 );
		
		
	}
	else //启动失败
	{
		/* 可以在这里添加错误时运行的代码 */
	}
	
}