STM32F1----RCC

STM32F1----RCC

<1>时钟树
(重要的时钟节点用彩色标注)

<2>主时钟控制框图

  对于STM32来说，时钟源一共有四个，分别为 LSI 、LSE 、HSE 、HSI。另外一种说法为五个，加上PLL。个人认为，根据上面这个时钟树也可以看出，PLLCLK是HSE或者HSI经过锁相环倍频后的输出时钟信号，并不能说是STM32的时钟源之一，不过可以认为是STM32系统时钟SYSCLK的时钟源之一。
  STM32的时钟可分为高速时钟（HSE、HSI、PLL）和低速时钟（LSI、LSE），也可以分为内部时钟（HSI、LSI、PLL）和外部时钟（HSE、LSE）。

<3>stm32的各种时钟

1、LSI：低速内部时钟，由STM32内部的RC 振荡器产生，频率为 40kHz。担当一个低功耗时钟源的角色，它可以在停机和待机模式下保持运行，为独立看门狗（IWDG）和自动唤醒单元提供时钟。

2、LSE：低速外部时钟，接频率为 32.768kHz 的石英晶体。为实时时钟或其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。

3、HSE：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。外部时钟源（External clock）这个模式下需要外部来提供时钟信号，最大为50MHz。外部时钟信号(50%占空比的方波、正弦波或三角波)。必须连到SOC_IN引脚，同时保证OSC_OUT引脚悬空。

4、HSI：高速内部时钟，由STM32内部的RC 振荡器产生，频率为 8MHz，温漂较大，精度不高。

5、PLL：锁相环倍频输出，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。当HSI被用于作为PLL时钟的输入时，系统时钟能得到的最大频率是36MHz。

6、MCO：时钟输出。可以用来给外部其他系统提供时钟源。

7、RTCCLK： RTC 时钟源。

8、OTGFSCLK：USB时钟源。

9、I2S：音频总线接口I2S的时钟源。I2S的主时钟可以产生所有从8kHz至96kHz之间的标准采样频率，而误差小于0.5%。

10、SYSCLK：系统时钟。系统时钟可选择为 PLL 输出、HSI 或者 HSE。最大频率为 72MHz，可超频（不建议）。

11、AHB：这里所有外设的时钟最终来源都是 SYSCLK。SYSCLK 通过 AHB 分频器分频后送给各模块使用。

<4>时钟输出
  MCO 是 STM32 的一个时钟输出 IO，它可以选择一个时钟信号输出，如下图所示，可以选择为 HSI、HSE、PLL 输出或者系统时钟。这个时钟可以用来给外部其他系统提供时钟源。
<5>AHB具体各路时钟信号输出为

①、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，也就是 systick 了。
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。
⑤、送给 APB2 分频器。APB2 分频器分频输出一路供 APB2 外设使用(PCLK2，最大频率 72MHz)，另一路送给定时器(Timer)1 倍频器使用。
  
  
<6>以下部件的时钟源不来自系统时钟

● Flash存储器编程接口时钟始终是HSI时钟。
● 全速USB OTG的48MHz时钟是从PLL得到。为了正常地操作USB全速OTG，应该配置PLL输出72MHz或48MHz。
● I2S2和I2S3的时钟还可以从PLL3 VCO时钟(2xPLL3CLK)得到。
● 以太网MAC的时钟(TX、RX和RMII)是由外部PHY提供。当使用以太网模块时，AHB时钟频率必须至少为25MHz。

<7>固件库HSE时钟配置代码

/* 设置 系统时钟:SYSCLK, AHB总线时钟:HCLK, APB2总线时钟:PCLK2, APB1总线时钟:PCLK1
 * PCLK2 = HCLK = SYSCLK
 * PCLK1 = HCLK/2,最高只能是36M
 * 参数说明：pllmul是PLL的倍频因子，在调用的时候可以是：RCC_PLLMul_x , x:[2,3,...16]
 * 举例：HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_9);  则设置系统时钟为：8MHZ * 9 = 72MHZ
 *       HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_16); 则设置系统时钟为：8MHZ * 16 = 128MHZ，超频慎用
 *
 * HSE作为时钟来源，经过PLL倍频作为系统时钟，这是通常的做法
 */
 
void HSE_SetSysClock(uint32_t pllmul)
{
     
	__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStartUpStatus = 0;

	// 把RCC外设初始化成复位状态，这句是必须的
  RCC_DeInit();

  //使能HSE，开启外部晶振，野火开发板用的是8M
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  // 等待 HSE 启动稳定
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
	
	// 只有 HSE 稳定之后则继续往下执行
  if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
     
//----------------------------------------------------------------------//
    // 使能FLASH 预存取缓冲区
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

    // SYSCLK周期与闪存访问时间的比例设置，这里统一设置成2
		// 设置成2的时候，SYSCLK低于48M也可以工作，如果设置成0或者1的时候，
		// 如果配置的SYSCLK超出了范围的话，则会进入硬件错误，程序就死了
		// 0：0 < SYSCLK <= 24M
		// 1：24< SYSCLK <= 48M
		// 2：48< SYSCLK <= 72M
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//----------------------------------------------------------------------//
 
    // AHB预分频因子设置为1分频，HCLK = SYSCLK 
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
  
    // APB2预分频因子设置为1分频，PCLK2 = HCLK
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 

    // APB1预分频因子设置为1分频，PCLK1 = HCLK/2 
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
		
//-----------------设置各种频率主要就是在这里设置-------------------//
    // 设置PLL时钟来源为HSE，设置PLL倍频因子
		// PLLCLK = 8MHz * pllmul
		RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, pllmul);
//------------------------------------------------------------------//

    // 开启PLL 
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    // 等待 PLL稳定
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
    {
     
    }

    // 当PLL稳定之后，把PLL时钟切换为系统时钟SYSCLK
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    // 读取时钟切换状态位，确保PLLCLK被选为系统时钟
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
    {
     
    }
  }
  else
  {
      // 如果HSE开启失败，那么程序就会来到这里，用户可在这里添加出错的代码处理
		// 当HSE开启失败或者故障的时候，单片机会自动把HSI设置为系统时钟，
		// HSI是内部的高速时钟，8MHZ
    while (1)
    {
     
    }
  }
}

  
<8>HSI时钟配置代码

/*
 * 使用HSI时，设置系统时钟的步骤
 * 1、开启HSI ，并等待 HSI 稳定
 * 2、设置 AHB、APB2、APB1的预分频因子
 * 3、设置PLL的时钟来源，和PLL的倍频因子，设置各种频率主要就是在这里设置
 * 4、开启PLL，并等待PLL稳定
 * 5、把PLLCK切换为系统时钟SYSCLK
 * 6、读取时钟切换状态位，确保PLLCLK被选为系统时钟
 */

/* 设置 系统时钟:SYSCLK, AHB总线时钟:HCLK, APB2总线时钟:PCLK2, APB1总线时钟:PCLK1
 * PCLK2 = HCLK = SYSCLK
 * PCLK1 = HCLK/2,最高只能是36M
 * 参数说明：pllmul是PLL的倍频因子，在调用的时候可以是：RCC_PLLMul_x , x:[2,3,...16]
 * 举例：HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_9);  则设置系统时钟为：4MHZ * 9 = 72MHZ
 *       HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_16); 则设置系统时钟为：4MHZ * 16 = 64MHZ
 *
 * HSI作为时钟来源，经过PLL倍频作为系统时钟，这是在HSE故障的时候才使用的方法
 * HSI会因为温度等原因会有漂移，不稳定，一般不会用HSI作为时钟来源，除非是迫不得已的情况
 * 如果HSI要作为PLL时钟的来源的话，必须二分频之后才可以，即HSI/2，而PLL倍频因子最大只能是16
 * 所以当使用HSI的时候，SYSCLK最大只能是4M*16=64M
 */

void HSI_SetSysClock(uint32_t pllmul)
{
     
	__IO uint32_t HSIStartUpStatus = 0;

	// 把RCC外设初始化成复位状态，这句是必须的
  RCC_DeInit();

  //使能HSI
	RCC_HSICmd(ENABLE);
	
  // 等待 HSI 就绪
	HSIStartUpStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY;
	
	// 只有 HSI就绪之后则继续往下执行
  if (HSIStartUpStatus == RCC_CR_HSIRDY)
  {
     
//----------------------------------------------------------------------//
    // 使能FLASH 预存取缓冲区
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

    // SYSCLK周期与闪存访问时间的比例设置，这里统一设置成2
		// 设置成2的时候，SYSCLK低于48M也可以工作，如果设置成0或者1的时候，
		// 如果配置的SYSCLK超出了范围的话，则会进入硬件错误，程序就死了
		// 0：0 < SYSCLK <= 24M
		// 1：24< SYSCLK <= 48M
		// 2：48< SYSCLK <= 72M
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//----------------------------------------------------------------------//
 
    // AHB预分频因子设置为1分频，HCLK = SYSCLK 
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
  
    // APB2预分频因子设置为1分频，PCLK2 = HCLK
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 

    // APB1预分频因子设置为1分频，PCLK1 = HCLK/2 
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
		
//-----------------设置各种频率主要就是在这里设置-------------------//
    // 设置PLL时钟来源为HSE，设置PLL倍频因子
		// PLLCLK = 4MHz * pllmul
		RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, pllmul);
//------------------------------------------------------------------//

    // 开启PLL 
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    // 等待 PLL稳定
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
    {
     
    }

    // 当PLL稳定之后，把PLL时钟切换为系统时钟SYSCLK
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    // 读取时钟切换状态位，确保PLLCLK被选为系统时钟
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
    {
     
    }
  }
  else
  {
      // 如果HSI开启失败，那么程序就会来到这里，用户可在这里添加出错的代码处理
		// 当HSE开启失败或者故障的时候，单片机会自动把HSI设置为系统时钟，
		// HSI是内部的高速时钟，8MHZ
    while (1)
    {
     
    }
  }
}

<9>MCO输出函数代码

void MCO_GPIO_Config(void)
{
     
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	// 开启GPIOA的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	// 选择GPIO8引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
	
	//设置为复用功能推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	
	//设置IO的翻转速率为50M
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	
	// 初始化GPIOA8
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}