关于STM32F107RCT6使用8M晶振串口波特率错误的问题

发现问题

这段时间在学习FreeRTOS,今天移植成功后，写了2个任务。一个是LED每隔1s闪烁任务，另一个是使用UART4每隔100ms发送字符串任务。下载成功后，发现LED闪烁间隔不对，串口打印间隔时间也不对。当时就很纳闷了：RCC是按标准库的例子来配置的，FreeRTOS的系统节拍也是配置正确的，不可能会出现这种问题。后来，仔细排查，用示波器测试串口的波形发现一个问题：程序代码配置的是115200波特率，但实际输出波形算出来是38400，相差3倍。到这就开始怀疑RCC配置了，这时，我把MCO引脚打开，让其出示SYSCLK时钟，示波器上面反应的是72MH。接着又让它输出APB1CLK时钟，是正常的36MHz。调试到这里就感觉莫名其妙了，后来仔细查看RCC配置代码，发现官方例子是使用的25MHz的晶振，于是我换上25Mhz，重算了下分频系数等。烧写后，就变正常了。这里说下官网的例子模板

问题解决

STM32F107的时钟树

从图中可以看出，STM32F107的SYSCLK时钟有2条配置路线。第一条可以使用8M外部晶振来配置系统72MHz。第二条可以使用25M外部晶振来配置系统72MHz时钟。起出使用的是第一条路线，系统时钟也是正确配置成72MHz了，但是串口时钟是不正确的（其实是HSE_VALUE值没修改）。换成25MHz晶振，按第二条线路配置后，串口就正常了

官方RCC配置例子代码

void RCC_Configuration(void)
{
 RCC_ClocksTypeDef RCC_ClockFreq;

   /* RCC system reset(for debug purpose) */
  RCC_DeInit();

  /* Enable HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  /* Wait till HSE is ready */
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

  if(HSEStartUpStatus != ERROR)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

 /****************************************************************/
 /*      HSE=25MHz, HCLK=72MHz, PCLK2=72MHz, PCLK1=36MHz         */
 /****************************************************************/
    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
    /*  ADCCLK = PCLK2/4 */
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

    /* Configure PLLs *********************************************************/
    /* PPL2 configuration: PLL2CLK = (HSE / 5) * 8 = 40 MHz */
    RCC_PREDIV2Config(RCC_PREDIV2_Div5);
    RCC_PLL2Config(RCC_PLL2Mul_8);

    /* Enable PLL2 */
    RCC_PLL2Cmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL2 is ready */
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLL2RDY) == RESET)
    {}

    /* PPL1 configuration: PLLCLK = (PLL2 / 5) * 9 = 72 MHz */
    RCC_PREDIV1Config(RCC_PREDIV1_Source_PLL2, RCC_PREDIV1_Div5);
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_PREDIV1, RCC_PLLMul_9);

    /* Enable PLL */
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL is ready */
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
    {}

    /* Select PLL as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
    {}
  }

  RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClockFreq);

  /* Enable USART2 clock */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);    


  /* Enable ETHERNET clock  */
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_ETH_MAC | RCC_AHBPeriph_ETH_MAC_Tx |
                        RCC_AHBPeriph_ETH_MAC_Rx, ENABLE);

  /* Enable GPIOs clocks */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC |
                         RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE| RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  /* Enable ADC1 clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
}

可以发现官方的例子代码是使用25MHz外部晶振来配置的系统时钟，我在官方的代码基础上修改我的8M晶振配置就不能正常运行

我修改的代码

void bsp_RCC_Init(void)
{
 RCC_ClocksTypeDef RCC_ClockFreq;

   /* RCC system reset(for debug purpose) */
  RCC_DeInit();


  /* Enable HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  /* Wait till HSE is ready */
  if(RCC_WaitForHSEStartUp() != ERROR)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

 /****************************************************************/
 /*      HSE=8MHz, HCLK=72MHz, PCLK2=72MHz, PCLK1=36MHz         */
 /****************************************************************/
    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
    /*  ADCCLK = PCLK2/4 */
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

    /* Configure PLLs *********************************************************/
    /* PPL2 configuration: PLL2CLK = (HSE / 2) * 10 = 40 MHz */
    RCC_PREDIV2Config(RCC_PREDIV2_Div2);
    RCC_PLL2Config(RCC_PLL2Mul_10);

    /* Enable PLL2 */
    RCC_PLL2Cmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL2 is ready */
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLL2RDY) == RESET)
    {}

    /* PPL1 configuration: PLLCLK = (HSE / 1) * 9 = 72 MHz */
    RCC_PREDIV1Config(RCC_PREDIV1_Source_HSE, RCC_PREDIV1_Div1);
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_PREDIV1, RCC_PLLMul_9);

    /* Enable PLL */
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL is ready */
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
    {}

    /* Select PLL as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
    {}
  }
 }

上面我修改的代码使用后就出现了串口波特率错误的问题。在keil调试查看寄存器发现UART->BRR的数值与理论计算的不一样。追溯USART_Init()函数配置过程，发现获取的PCLK1时钟频率不是36MHz。
仔细查询源头代码，发现HSE_VALUE定义的是25000000，这就导致图中RCC_GetClockFreq()函数获取的PCLK1_Frequency的值计算出错。所以需将HSE_VALUE改成8000000。

另一种办法，更换外部8M晶振为25M,修改RCC配置为官方代码，就可以正常运行

总结

STM32F107具有以太网、USB OTG 等网络设备，以太网使用MII接口时需要提供25MHz时钟，STM32F107使用外部25MHz晶振来作为时钟源是最好不过了，官方也推荐使用25MHz。使用8M晶振需要修改HSE_VALUE值为8000000,然后配置相应的PLL时钟了。