STM32时钟配置方法详解

 

一、在STM32中，有五个时钟源，为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。

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。

④LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。

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。

二、在STM32上如果不使用外部晶振，OSC_IN和OSC_OUT的接法：如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振，请按照下面方法处理：

①对于100脚或144脚的产品，OSC_IN应接地，OSC_OUT应悬空。
②对于少于100脚的产品，有2种接法：第1种：OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能；第2种：分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1为推挽输出并输出'0'。此方法可以减小功耗并（相对上面）节省2个外部电阻。

三、用HSE时钟，程序设置时钟参数流程：
01、将RCC寄存器重新设置为默认值   RCC_DeInit;
02、打开外部高速时钟晶振HSE    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
03、等待外部高速时钟晶振工作    HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
04、设置AHB时钟         RCC_HCLKConfig;
05、设置高速AHB时钟     RCC_PCLK2Config;
06、设置低速速AHB时钟   RCC_PCLK1Config;
07、设置PLL              RCC_PLLConfig;
08、打开PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);
09、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()

四、下面是STM32软件固件库的程序中对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)

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

* Function Name  : RCC_Configuration

* Description    :  RCC配置(使用外部8MHz晶振)

* Input            : 无

* Output         : 无

* Return         : 无

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

void RCC_Configuration(void)

{

/*将外设RCC寄存器重设为缺省值*/

RCC_DeInit();

/*设置外部高速晶振（HSE）*/

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //RCC_HSE_ON——HSE晶振打开(ON)

/*等待HSE起振*/

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)        //SUCCESS：HSE晶振稳定且就绪

{

/*设置AHB时钟（HCLK）*/

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟= 系统时钟

/* 设置高速AHB时钟（PCLK2）*/

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);   //RCC_HCLK_Div1——APB2时钟= HCLK

/*设置低速AHB时钟（PCLK1）*/

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);   //RCC_HCLK_Div2——APB1时钟= HCLK / 2

/*设置FLASH存储器延时时钟周期数*/

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);    //FLASH_Latency_2  2延时周期

/*选择FLASH预取指缓存的模式*/

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);       // 预取指缓存使能

/*设置PLL时钟源及倍频系数*/

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

// PLL的输入时钟= HSE时钟频率；RCC_PLLMul_9——PLL输入时钟x 9

/*使能PLL */

RCC_PLLCmd(ENABLE);

/*检查指定的RCC标志位(PLL准备好标志)设置与否*/

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)

{

}

/*设置系统时钟（SYSCLK）*/

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

//RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——选择PLL作为系统时钟

/* PLL返回用作系统时钟的时钟源*/

while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)        //0x08：PLL作为系统时钟

{

}

}

/*使能或者失能APB2外设时钟*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |

RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);

//RCC_APB2Periph_GPIOA    GPIOA时钟

//RCC_APB2Periph_GPIOB    GPIOB时钟

//RCC_APB2Periph_GPIOC    GPIOC时钟

//RCC_APB2Periph_GPIOD    GPIOD时钟

}

五、时钟频率

STM32F103内部8M的内部震荡，经过倍频后最高可以达到72M。目前TI的M3系列芯片最高频率可以达到80M。

在stm32固件库3.0中对时钟频率的选择进行了大大的简化，原先的一大堆操作都在后台进行。系统给出的函数为SystemInit()。但在调用前还需要进行一些宏定义的设置，具体的设置在system_stm32f10x.c文件中。

文件开头就有一个这样的定义: 
//#define SYSCLK_FREQ_HSE    HSE_Value 
//#define SYSCLK_FREQ_20MHz 20000000 
//#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 
//#define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 
//#define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000 
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

ST 官方推荐的外接晶振是 8M,所以库函数的设置都是假定你的硬件已经接了 8M 晶振来运算的.以上东西就是默认晶振 8M 的时候,推荐的 CPU 频率选择.在这里选择了：
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 
也就是103系列能跑到的最大值72M

然后这个 C文件继续往下看 
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz 
const uint32_t SystemFrequency         = SYSCLK_FREQ_72MHz;    
const uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;    
const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;    
const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);
const uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;

这就是在定义了CPU跑72M的时候,各个系统的速度了.他们分别是:硬件频率,系统时钟,AHB总线频率,APB1总线频率,APB2总线频率.再往下看,看到这个了: 
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz 
static void SetSysClockTo72(void);

这就是定义 72M 的时候,设置时钟的函数.这个函数被 SetSysClock ()函数调用,而
SetSysClock ()函数则是被 SystemInit()函数调用.最后 SystemInit()函数,就是被你调用的了

所以设置系统时钟的流程就是: 
首先用户程序调用 SystemInit()函数,这是一个库函数,然后 SystemInit()函数里面,进行了一些寄存器必要的初始化后,就调用 SetSysClock()函数. SetSysClock()函数根据那个#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的宏定义,知道了要调用SetSysClockTo72()这个函数,于是,就一堆麻烦而复杂的设置~!@#$%^然后,CPU跑起来了,而且速度是 72M. 虽然说的有点累赘,但大家只需要知道,用户要设置频率,程序中就做的就两个事情:

第一个: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 
第二个:调用SystemInit()