[8]STM32 SystemInit时钟系统初始化函数

前言

本次主要讲了从寄存器的思路讲了两个函数的作用，分别是SystemInit()和SetSysClockTo72()。要学会这两个函数首先要完全理解时钟框图[7]STM32基础知识-时钟系统，我在这篇博客里面有比较详细的讲解。

库函数都是通过底层控制寄存器实现对硬件的控制，所以等会会一直对应着《STM32中文参考手册V10》的6.3小节RCC寄存器描述来对应的讲他究竟调用了哪些寄存器，要实现的功能是什么。我个人觉得通过文字还是比较难讲清楚的，我也不可能像原子哥那样一行一行的讲代码（毕竟写博客的初衷是给我复习用的）所以如果有不懂的可以移步原子哥的视频【正点原子】STM32开发板实验教程（F103）第20讲。

SystemInit()函数

SystemInit()，顾名思义就是一个初始化函数，值得一提的是，我们在main函数中确从来没有主动调用过这个函数，其原因是在执行main函数的时候，他会默认先执行SystemInit函数，所以就无需去调用这个函数了。

这个函数的功能是怎么实现的，我直接先贴源码，然后把有的部分着重说明一下，其实STM32官方库中已经有英文注释了，英语好的人直接就能看懂。

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  //我们的芯片是HD大容量芯片，通过判定下面一条语句无效，执行else
  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 
}

SystemInit()的第一条语句是RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;
在之前用寄存器点亮LED灯时，也用过类似的语句，它的目的是把RCC的CR寄存器的第0位配置成1，具体实现的作用要见STM32中文参考手册，如下图所示：

通过图片可以看出第一条语句的作用是打开HSI时钟源。
紧接着下一个语句是RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000;
通过&=运算，对寄存器的0-15位和24-27位置0，同样是通过对比STM32中文参考手册的CR寄存器配置，其目的就是上面的注释， Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits,如下图所示:



总之SystemInit()就是一个初始化函数，具体怎么实现的功能，可以通过STM32中文参考手册了解。

SetSysClockTo72()函数

这个函数也是，英文学得好话直接就知道，这个函数的目的是使系统时钟设为72MHz，除了72MHz,系统时钟还可以设置为其他很多频率，如下面的代码。

#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE
  static void SetSysClockToHSE(void); //系统时钟直接采用HSE时钟源，8MHz
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz//各种系统时钟频率的设置函数
  static void SetSysClockTo24(void);
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz
  static void SetSysClockTo36(void);
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz
  static void SetSysClockTo48(void);
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz
  static void SetSysClockTo56(void);  
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
  static void SetSysClockTo72(void);
#endif

SetSysClockTo72（）的代码太长了我就不直接贴了，大致思路和 SystemInit()函数一样，也是通过对比STM32中文参考手册来了解它具体实现的功能。

首先定义了两个变量，用于等会if语句判定用的

__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;

其次对CR寄存器进行配置，目的是开启HSE时钟

RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);

这里对RCC_CR_HSEON进行了宏定义，但是通过对比STM32中文参考手册发现功能确实是开启HSE时钟

#define  RCC_CR_HSEON                        ((uint32_t)0x00010000)     

其次是判定HSE时钟是否准备就绪， RCC_CR_HSERDY仍然是一个宏定义值，同样是通过配置CR寄存器的位17来判定HSE是否准备就绪。

 do
  {
    HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
    StartUpCounter++;  
  } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));

如果准备就绪了，就对之前设定的判定变量赋值，然后进行下一条语句

if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
  {
    HSEStatus = (uint32_t)0x01;
  }
  else
  {
    HSEStatus = (uint32_t)0x00;
  }  

if语句判定，继续执行，这里的flash指的是闪存时间，具体可参考《STM32F10xxx闪存编程参考手册》，这里不过多描述（其实也不重要）。后面三条语句和前面一样是通过寄存器配置，实现的功能见注释。

if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;

    /* Flash 2 wait state */
    FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
    FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;    

 
    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
      
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;
    
    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;

这里上一张图，三条语句要实现的三个功能分别是HCLK = SYSCLK， PCLK2 = HCLK，PCLK1 = HCLK/2，所以就要AHB和APB1不分频，APB2二分频，而CFGR这个寄存器就是设定分频系数的。

这段代码同样是配置寄存器，但是要注意的是，他用了一个或运算，将很多步骤同步完成了，实现的目的是： PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz

 RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
                                        RCC_CFGR_PLLMULL));
    RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9);

参考资料

《STM32开发指南-库函数版本》4.3小姐
《STM32中文参考手册V10》-第六章