STM32--时钟树

一、什么是时钟？

时钟是单片机的脉搏，是系统工作的同步节拍。单片机上至CPU，下至总线外设，它们工作时序的配合，都需要一个同步的时钟信号来统一指挥。时钟信号是周期性的脉冲信号。

二、什么是时钟树？

STM32有很多外设器件，每个器件的时钟信号不一样，所以要将一个固定的信号频率进行倍频/分频处理，达到每个外设需要的频率。时钟信号的分频就像树的分支一样，这就是时钟树。

三、时钟介绍

HSI（内部高速时钟）: 时钟信号由内部RC震荡电路提供，时钟频率为8MHz，但是这个时钟频率会随着温度产生漂移，很不稳定，所以一般不使用此时钟信号。
LSI（内部低速时钟）: 时钟信号由内部RC振荡电路提供，时钟频率一般为40KHz，这个信号一般用于独立看门狗时钟。
HSE（外部高速时钟）: 时钟信号由外部晶振提供，时钟频率一般在4-16MHz，是经常会用到的时钟源。
LSE（外部低速时钟）: 时钟信号由外部晶振提供，时钟频率一般为32.768KHz，这个信号一般用于RTC实时时钟。

四、时钟框架图

五、框架图分析

（1）外部低速时钟LSE，外接引脚OSC32_IN和OSC32_OUT就是接外部晶振的引脚，进来的频率是32.768KHZ进来后只有一个走向就是为RTC提供时钟。
（2） RTCCLK蓝色框的四选一数据选择器，一共有三个输入，一个来自最上方的HSE，中间经过了一个128的分频器。一个是LSE以及最下方的LSI时钟。也就是说看门狗智能由内部低速时钟LSI提供时钟，RTC可以由LSI、LSE、或者是HSE经过分频后来提供时钟，具体使用哪一个需要我们在代码里面配置。
（3） PLL锁相环中的数据选择器有两个输入，一个是内部高速时钟HSI经过2分频连接。另一个输入是外部高速时钟HSE经过1分频或2分频输出后连接。经过数据选择器后，进行倍频操作供给系统时钟。对于系统时钟一般选择HSE时钟经过PLL锁相环倍频后的时钟作为系统时钟。倍频系数可选范围：2~16。
注：一般在PLL锁相环中数据选择器中我们选择来自外部高速时钟HSE的时钟信号，因为HSI时钟信号很不稳定，容易受到环境的影响。
（4）对于系统时钟选择器，一共有四个输入。最上面为HSI时钟输入，中间为PLLCLK时钟输入，下面两个分别是HSE时钟直接输入，以及在HSE后加入CSS时钟安全检测标志后输入。

六、示例

外部晶振电路：

连接外部高速时钟：

假如外部时钟晶振频率为8MHz，如何设置72MHz的系统时钟？
答：HSE接入8MHz的外部震荡信号，由PLLXTPER进行选择进行1分频还是2分频，假如是1分频，则8MHz的时钟信号来到了PLLSRC控制选择的位置，配置PLLSRC，选择进入PLL锁相环的时钟信号源，假设来自HSE的信号选通，则8MHz的信号来到锁相环中，配置PLLMUL，可以选择倍频系数，假设倍频系数选为9，则PLL输出72MHz的时钟信号，SYSCLK前面的梯形的选择逻辑控制着SYSCLK时钟信号来自于3个接入信号HSE、HIS、PLLCLK中的哪一个，通过SW和CSS控制，选择PLLCLK后，系统就可以获得72MHz的时钟频率了。这个CSS是时钟安全保护系统，主要是在HSE出现故障时发生NMI中断（不可屏蔽中断，产生这个中断的时候，表示系统发生了致命的错误），具体要看手册59页信息介绍。
为了减少功耗，STM32上外设的时钟初始状态默认为关闭，如需使用外设，则必须开启外设时钟。譬如我们现在要使用外设GPIOB，则系统时钟SYSCLK要通过预分频器AHB分频，再进入APB2总线进行再分频（GPIOB是挂载在APB2总线上的外设），时钟信号的输入和外设时钟使能位接在一个与门上，当要使用外设时，需要将这个使能位置1，配置完成之后，GPIOB方可正常工作。