【单片机笔记】STM32F4那些事之-时钟踩过的坑

之前有用过STM32的F4系列单片机，该单片机的强大之处可以度娘一下，因为打算系统的学习下，所以自己做了一个板子用作学习，把资料都准备好，主要是官方的标准库及例程，学32第一件事情就是要搞清楚时钟，相对传统的51，32的时钟相对复杂很多，M3内核如此，M4内核更甚。下面贴出M4的时钟树：

可以看到时钟树很复杂，我用的芯片是STM32F401系列的，官方给的数据是最高时钟能达到84M，我也有朋友直接超频到120M用的，不过在产品设计上还是要以稳定为主。上图的注释是我后来加的，这里主要记录一下我如何配置系统时钟及踩到坑。在最开始的时候使用官方的例程，发现时钟不对，查底层的时候发现官方测试的目标板使用的是25M的晶体，而我们常用的是8M，我这里也使用的8M晶体，所以我进行了如下修改：

首先常用的系统源是PLL，而在M4内核上PLL时钟是经过内部16M或者外部晶振经过M除频、N倍频和P除频来的。这里我自己写了一个时钟函数，可以选择外部时钟和内部时钟。代码如下：

#define HSE RCC_PLLSource_HSE
#define HSI RCC_PLLSource_HSI

//RCC_PLLSource：PLL时钟源 RCC_PLLSource_HSE、RCC_PLLSource_HSI
//PLLM：主 PLL和音频PLL输入时钟的分频系数 范围2-63
//PLLN：倍频系数 范围2-510
//	小心： 软件必须正确设置这些位，确保 VCO 输出频率介于 192 和 432 MHz 之间。
//	VCO 输出频率 = VCO 输入频率 × PLLN 并且 192 <= PLLN <= 432
//PLLP：主系统时钟的主 PLL (PLL) 分频系数 范围2、4、6、8
//PLLQ：主 PLL (PLL) 分频系数，适用于 USB OTG FS 范围2-15
//使用时确保晶振频率PLLM分频为1MHz即可
void SysClock_Configuration(uint32_t RCC_PLLSource, uint32_t PLLM)
{
	__IO uint32_t HSEStatus = 0;
	
    RCC_DeInit();  

	if(RCC_PLLSource_HSE == RCC_PLLSource){	//选择外部时钟
		RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                                   	//打开外部时钟
		if(RCC_WaitForHSEStartUp() == SUCCESS){
			HSEStatus = 1;
		}
		else{
			RCC_HSEConfig(RCC_HSE_OFF);	//关闭外部时钟
			RCC_HSICmd(ENABLE);	
		}			
	}
	
	RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);                          	//HCLK（AHB）时钟为系统时钟1分频			
	RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);                            	//PCLK（APB1）时钟为HCLK时钟2分频
	RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);                            	//PCLK（APB2）时钟为HCLK时钟1分频	

	if(HSEStatus == 1) {                 							
		//PLL时钟配置，外部晶振为8MHz，系统配置为8/PLLM*PLLN/PLLP
		RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE, PLLM, 336, 4, 7);   
	}
	else{
		//PLL时钟配置，内部晶振为16MHz，系统配置为16/16*336/4 =84MHz usb=336/7=48
		RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI, 16, 336, 4, 7);   
	}
	
	RCC_PLLCmd(ENABLE);                                         //开启PLL时钟，并等待PLL时钟准备好
	while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
	RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);      			//选择PLL时钟为系统时钟
   
	while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);                      	//Wait till PLL is used as system clock source
	RCC_ClockSecuritySystemCmd(ENABLE);							//打开时钟安全系统
}

这个函数在主函数的入口处执行，注释的也很详细。传入参数有两个，第一个是选择内部时钟或者外部时钟，代码中有定义，第二个是M除频，在使用外部时钟的时候需要根据目标版的晶体频率选择，以保证经过晶体频率经过M除频后是1MHz的频率。如果是选用的内部时钟，则第二个参数无效，可以看到代码里面直接是16的除频而没有用到输入的参数作为M除频。这是因为内部时钟是固定的16MHz，所以就固定死了。亲测这个函数是有效的。但是我在使用的时候开始就出现了问题。在一些外设的配置中时钟就不对，这里拿串口作为例子。通过串口的配置底层可以看到一个函数：

可以看到串口的波特率是系统根据时钟去自动计算的，所以在计算之前需要得到时钟频率，此时会调用上图的获取时钟函数。这个地方也是我采坑的地方。花了点时间终于找到问题，跳进去时钟获取函数去看发现了一个宏定义：

就是这个，一个是内部时钟一个是外部时钟，继续跟进会看到：

它上面标的是25Mhz，这就是外设时钟不对的地方。其实时钟那条线都是完全ok的，只不过在配置这个串口的时候调用了这个错误的宏定义，然后就导致外设输出结果不对。找到问题就好办了，把25M改成自己的8M，问题解决，世界安静了。

Urien

2019年11月21日 12:46:45