stm32时钟系统

一、综述： 1 、时钟源 在 STM32  中，一共有 5  个时钟源，分别是 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，频率范围是 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，严格的来说并不算一个独立的时钟源， PLL  的输入可以接 HSI/2  、 HSE  或者 HSE/2  。PLL 倍频可选择为 2 – 16  倍，但是其输出频率最大不得超过 72MHz  。 其中， 40kHz  的 LSI  供独立看门狗 IWDG  使用，另外它还可以被选择为实时时钟 RTC  的时钟源。另外，实时时钟RTC  的时钟源还可以选择 LSE  ，或者是 HSE  的 128  分频。 STM32  中有一个全速功能的 USB  模块，其串行接口引擎需要一个频率为 48MHz  的时钟源。该时钟源只能从 PLL  端获取，可以选择为 1.5  分频或者 1  分频，也就是，当需使用到 USB  模块时， PLL  必须使能，并且时钟配置为 48MHz 或 72MHz  。 另外 STM32  还可以选择一个时钟信号输出到 MCO  脚 (PA.8)  上，可以选择为 PLL  输出的 2  分频、 HSI  、 HSE 或者系统时钟。 系统时钟 SYSCLK  ，它是提供 STM32  中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可以选择为 PLL  输出、 HSI  、 HSE 。系系统时钟最大频率为 72MHz  ，它通过 AHB  分频器分频后送给各个模块使用， AHB  分频器可以选择 1  、 2  、 4 、 8  、 16  、 64  、 128  、 256  、 512  分频，AHB 分频器输出的时钟送给 5  大模块使用：         ①送给 AHB  总线、内核、内存和 DMA  使用的 HCLK  时钟；         ②通过 8  分频后送给 Cortex  的系统定时器时钟STCLK ；         ③直接送给 Cortex  的空闲运行时钟 FCLK  ；         ④送给 APB1  分频器。 APB1  分频器可以选择 1  、 2  、 4  、 8  、 16  分频，其输出一路供 APB1  外设使用（PCLK1  ，最大频率 36MHz  ），另一路送给定时器 (Timer)2  、 3  、 4  倍频器使用。该倍频器根据PCLK1 的分频值自动选择 1  或者 2  倍频，时钟输出供定时器 2  、 3  、 4  使用。         ⑤送给 APB2  分频器。 APB2  分频器可以选择 1  、 2  、 4  、 8  、 16  分频，其输出一路供 APB2  外设使用（PCLK2  ，最大频率 72MHz  ），另外一路送给定时器 (Timer)1  倍频使用。该倍频器根据PCLK2 的分频值自动选择1  或 2  倍频，时钟输出供定时器 1  使用。另外 APB2  分频器还有一路输出供 ADC  分频器使用，分频后送给 ADC  模块使用。 ADC  分频器可选择为 2  、 4  、 6  、 8  分频。 需要注意的是定时器的倍频器，当 APB  的分频为 1  时，它的倍频值为 1  ，否则它的倍频值就为 2  。 2 、 APB1 和 APB2 连接的模块 ①连接在 APB1(  低速外设 )  上的设备有：电源接口、备份接口、 CAN  、 USB  、 I2C1  、 I2C2  、 UART2  、UART3  、 SPI2  、窗口看门狗、 Timer2  、 Timer3  、 Timer4  。   注意  USB  模块虽然需要一个单独的  48MHz  的时钟信号，但是它应该不是供  USB  模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎  (SIE)  使用的时钟。  USB  模块的工作时钟应该是由  APB1  提供的。 ②连接在 APB2  （高速外设）上的设备有： UART1  、 SPI1  、 Timer1  、 ADC1  、 ADC2  、 GPIOx(PA~PE)  、第二功能 IO  口。 二、寄存器介绍： typedef struct {   __IO uint32_t CR;   __IO uint32_t CFGR;   __IO uint32_t CIR;   __IO uint32_t APB2RSTR;   __IO uint32_t APB1RSTR;   __IO uint32_t AHBENR;   __IO uint32_t APB2ENR;   __IO uint32_t APB1ENR;   __IO uint32_t BDCR;   __IO uint32_t CSR; #ifdef  STM32F10X_CL   __IO uint32_t AHBRSTR;   __IO uint32_t CFGR2; #endif /* STM32F10X_CL */ #if defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || defined (STM32F10X_HD_VL)     uint32_t RESERVED0;   __IO uint32_t CFGR2; #endif /* STM32F10X_LD_VL || STM32F10X_MD_VL || STM32F10X_HD_VL */ } RCC_TypeDef; 1 、时钟控制寄存器(RCC_CR) ：（复位值为0x0000 xx83 ，内部低速时钟使能和就绪，内部时钟校准） 主要功能：内外部高速时钟的使能和就绪标志（含内部高速时钟校准调整），外部高速时钟旁路，时钟安全系统CSS使能，PLL使能和PLL就绪标志。 2 、时钟配置寄存器(RCC_CFGR) ：（复位值为0x0000 0000 ） 主要功能：系统时钟源切换及状态，AHB、APB1、APB2、ADC、USB预分频，PLL输入时钟源选择及HSE输入PLL分频选择，PLL倍频系数，MCO（PA8）引脚微控制器时钟输出。 3、时钟中断寄存器 (RCC_CIR)：（复位值: 0x0000 0000） 主要功能：LSI、LSE、HIS、HSE、PLL就绪中断标志，HSE时钟失效导致时钟安全系统中断标志，LSI、LSE、HIS、HSE、PLL就绪中断使能，清除LSI、LSE、HIS、HSE、PLL就绪中断，清除时钟安全系统中断。 4、APB2外设复位寄存器 (RCC_APB2RSTR)：（复位值: 0x0000 0000） 主要功能：AFIO、IOPA、IOPB、IOPC、IOPD、IOPE、IOPF、IOPG、ADC1、ADC2、TIM1、SPI1、TIM8、USART1、ADC3复位。 5、APB1外设复位寄存器 (RCC_APB1RSTR) ：（复位值: 0x0000 0000） 主要功能：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5、TIM6、TIM7、WWDG、SPI2、SPI3、USART2、USART3、USART4、USART5、I2C1、I2C2、USB、CAN、BKP、PWR、DAC复位。 6、AHB外设时钟使能寄存器 (RCC_AHBENR) ：（复位值: 0x0000 0014睡眠模式时SRAM、闪存接口电路时钟开启） 主要功能：DMA1、DMA2、SRAM、FLITF、CRC、FSMC、SDIO时钟使能。 7、APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR) ：（复位值: 0x0000 0000） 主要功能：AFIO、IOPA、IOPB、IOPC、IOPD、IOPE、IOPF、IOPG、ADC1、ADC2、TIM1、SPI1、TIM8、USART1、ADC3时钟使能。 8、APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APB1ENR) ：（复位值: 0x0000 0000） 主要功能：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5、TIM6、TIM7、WWDG、SPI2、SPI3、USART2、USART3、USART4、USART5、I2C1、I2C2、USB、CAN、BKP、PWR、DAC时钟使能。 9、备份域控制寄存器 (RCC_BDCR) ：（复位值: 0x0000 0000） 主要功能：外部低速振荡器使能和就绪标志及旁路、RTC时钟源选择和时钟使能、备份域软件复位。 10、控制/状态寄存器 (RCC_CSR) ：（复位值: 0x0C00 0000 NRST引脚复位标志、上电/掉电复位标志） 主要功能：内部低速振荡器就绪、清除复位标志、NRST引脚复位标志、上电/掉电复位标志、软件复位标志、独立看门狗复位标志、窗口看门狗复位标志、低功耗复位标志。 三、初始化设置 采用8MHz  外部HSE  时钟，在 MDK  编译平台中，程序的时钟设置参数流程如下：      将 RCC  寄存器重新设置为默认值：RCC_DeInit();      打开外部高速时钟晶振 HSE  ：    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);      等待外部高速时钟晶振工作：       HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();      设置 AHB  时钟 (HCLK)  ：          RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);          设置APB 2 时钟 (APB2)  ：    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);          设置APB1  时钟 (APB1)  ：    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);          设置 PLL  ：       RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);      打开 PLL  ：                                  RCC_PLLCmd(ENABLE);      等待 PLL  工作：    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); 设置系统时钟：    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); 判断 PLL  是否是系统时钟：        while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); 1 、使用库函数进行时钟系统初始化配置 void RCC_config()// 如果外部晶振为8M ，PLLCLK=SYSCLK=72M ，HCLK=72M ，//P2CLK=72M ，P1CLK=36M ，ADCCLK=36M ，USBCLK=48M ，TIMCLK=72M {        ErrorStatus HSEStartUpStatus;  //  定义错误状态变量        RCC_DeInit();// 将RCC 寄存器重新设置为默认值        RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);  // 打开外部高速时钟晶振        HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();//  等待外部高速时钟晶振工作        if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)        {        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);// 设置AHB 不分频，HCLK=SYSCLK        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);// 设置APB2 不分频，P2CLK=HCLK        RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);  // 设置APB1  为2 分频，P1CLK=HCLK/2        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);// 设置FLASH 代码延时        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);// 使能预取指缓存        RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);// 设置PLL 时钟源， // 外部时钟不分频，为HSE 的9 倍频8MHz * 9 = 72MHz        RCC_PLLCmd(ENABLE);// 使能PLL        while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);// 等待PLL 准备就绪        RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);// 设置PLL 为系统时钟源        while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);// 判断PLL 是否是系统时钟        }             /*RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);  //  打开 PB  和 PD  用于点亮 LED  灯*/ } 2 、使用寄存器进行 RCC 时钟初始化配置 void RCC_init(u8 PLL)// 输入PLL 的倍频值2 —16 倍频 //HCLK=PLLCLK=SYSCLK=P2CLK=P1CLK*2=ADCCLK*2=TIMCLK=USBCLK*2/3 {        unsigned char temp=0;          //RCC_DeInit();              // 将RCC 寄存器重新设置为默认值        RCC->CR|=0x00010000;  // 外部高速时钟使能HSEON        while(!(RCC->CR>>17));// 等待外部时钟就绪        RCC->CFGR=0X00000400; //APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;        PLL-=2;// 抵消2 个单位        RCC->CFGR|=PLL<<18;   // 设置PLL 倍频值 2~16        RCC->CFGR|=1<<16;     //PLL 时钟源选择        FLASH->ACR|=0x32;     //FLASH 2 个延时周期        RCC->CR|=0x01000000;  //PLLON        while(!(RCC->CR>>25));// 等待PLL 锁定        RCC->CFGR|=0x00000002;//PLL 作为系统时钟              while(temp!=0x02)     // 等待PLL 作为系统时钟设置成功        {                 temp=RCC->CFGR>>2;               temp&=0x03;        }    }