STM32F407重要外设学习（基于《野火STM32库开发实战指南》）——02RCC-使用HSE/HSI配置时钟

本文档为记录自己以STM32407为媒介学习关于Cortex-M4内核及其重要外设应用的学习记录

目录

前言

一、RCC主要作用（时钟部分）

二、时钟树

1.主要时钟

2.其他时钟

3.配置系统时钟流程

总结

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前言

        RCC-Reset Clock Control 复位和时钟控制器

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一、RCC主要作用（时钟部分）

         注意：

        HCLK=SYSCLK=PLLCLK=168M，PCLK1=HCLK/2=84M，PCLK1=HCLK/4=42M。

        以上是stm32f4库函数的标准配置，一般默认使用这个。

二、时钟树

         以库函数函数SetSysClock() 的编写流程来讲解时钟树，这个函数也是我们用库的时候默认的系统时钟设置函数。该函数的功能是利用 HSE 把时钟设置为： HCLK = SYSCLK=PLLCLK = 168M， PCLK1=HCLK/2 = 84M，PCLK1=HCLK/4 = 42M。即图中黄色部分。

1.主要时钟

（1）HSE高速外部时钟信号

        ① 接外部晶振，频率4M~26MHz。

• 使用有源晶振时，时钟从OSC_IN引脚进入，OSC_OUT引脚悬空；
• 使用无源晶振时，时钟从OSC_IN和OSC_OUT进入，并且需要配谐振电容。

        ② STM32F4开发板使用25M无源晶振，使用HSE或HSE经PLL倍频之后的时钟作为系统时钟SYSCLK

• HSE发生故障时，HSE和PLL都会关闭，系统时钟由高速内部时钟时钟信号HSI接替，知道HSE恢复正常。

（2）锁相环PLL

        ① 锁相环时钟：PLLCLK；

        ② 来源：HSI、HSE。由PLLCLK位配置。

•   HSE或HSI先经过一个分频因子M进行分频，然后再经过一个倍频因子N，再经过一个分频因子P，最后成为锁相环时钟。
•   STM32F4中，PLLCLK = （HSE/M）*N/P = 25/25-336/2 = 168M；

        ③ 控制：RCC_PLLCFGR——RCC PLL配置寄存器

        ④ PLL48CK：为USB_FS、RANG、SDIO提供时钟；

（3）系统时钟（SYSCLK，最高为168M）

        ①来源：HSI、HSE、PLLCLK；

        ②控制：RCC_CFGR时钟配置寄存器的SW位。

（4）HCLK时钟

        ① HCLK作用： AHB（advanced high-performance bus）高速总线时钟，最高为168M。为AHB总线的外设提供时钟、为Cortex系统定时器提供时钟（SysTick）、为内核提供时钟（FCLK）；

        ②来源：系统时钟分频得到；

        ③控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的HPRE位。

（5）PCLK1时钟

        ① PCLK1作用：APB1低速总线时钟，最高为42M， 为APB1总线的外设提供时钟；

        ② 来源：HCLK分频得到，通常配置为4分频；

        ③ 控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的PPRE1位。

（6）PCLK2时钟

        ① PCLK2作用：APB高速总线时钟，最高为84M， 为APB2总线的外设提供时钟；

        ② 来源：HCLK分频得到，通常配置为2分频；

        ③ 控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的PPRE2位。

2.其他时钟

（1）RTC时钟

        ① RTC作用：为芯片内部的RTC提供时钟；

        ② 来源：HSE_RTC（HSE分频得到）、LSE（外部32.768KHZ的晶体提供）、LSI（32KHZ）；

        ③ 控制：RCC备份域控制寄存器RCC_BDCR：RTCSEL位控制。

（2）独立看门狗时钟：IWDGCLK，由LSI提供；

（3）I2S时钟：由外部的引脚I2S_CKIN或者PLLI2SCLK提供；

（4）以太网PHY时钟：407没有集成PHY，只能外接PHY芯片，比如LAN8720，那PHY时钟就由外部的PHY芯片提供，大小为50M；

（5）USB PHY时钟：407的USB没有集成PHY，要想实现USB高速传输，只能外接PHY芯片，比如USB33000。那USB PHY时钟就由外部的PHY芯片提供；

（6）MCO时钟输出

        ① 把控制器的时钟通过外部的引脚输出，可以外外部的设备提供时钟。MCO1为PA8，MCO2为PC9；

        ② 控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的MCOX的PREx位；

3.配置系统时钟流程

（1）使用HSE/HSI时，配置系统时钟的步骤：

        ① 开启 HSE/HSI ，并等待 HSE/HSI 稳定；

        ② 设置 AHB、 APB2、 APB1 的预分频因子；

        ③ 设置 PLL 的时钟来源：

• 设置 VCO 输入时钟分频因子 PLL_M，
• 设置 VCO 输出时钟倍频因子PLL_N，
• 设置 PLLCLK 时钟分频因子PLL_P，
• 设置 OTG FS,SDIO,RNG 时钟分频因子 PLL_Q；

        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

（2）正点原子STM32F4文件system_stm32f4xx.c中，系统时钟的配置（使用HSE，外部晶振频率25MHz）

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总结

        ① 若使用STM32系列的芯片，外部晶振的配置如果是其他频率的，设置频率可以在上述文件中修改对应的因数。

        ② 若使用其他厂商的芯片，需要配置系统时钟时，可以先根据芯片手册的时钟树确定有哪些地方需要配置的，其次可以参照上述的流程进行系统时钟配置。