stm32RCC时钟模块

stmRCC时钟模块

RCC 主要作用—时钟部分

设置系统时钟 SYSCLK、

设置 AHB 分频因子（决定 HCLK 等于多少）、

设置 APB2 分频因子（决定 PCLK2 等于多少）、

设置 APB1 分频因子（决定 PCLK1 等于多少）、

设置各个外设的分频因子；

控制 AHB、APB2 和 APB1 这三条总线时钟的开启、控制每个外设的时钟的开启。

对于 SYSCLK、HCLK、PCLK2、PCLK1 这四个时钟的配置一般是：PCLK2 = HCLK = SYSCLK=PLLCLK = 72M，PCLK1=HCLK/2 = 36M。这个时钟配置也是库函数的标准配置，我们用的最多的就是这个。

RCC 框图剖析—时钟部分

具体流程

1.时钟从OSC_IN 、OSC_OUT 进入---->2.变成PLL时钟源---->3.进入PLL时钟PLLCLK进行倍频操作---->4.变成系统时钟源---->5.进入AHB分频器---->6.APB1分频器---->7.APB2分频器

系统时钟

HSE 高速外部时钟信号

HSE 是高速的外部时钟信号，可以由有源晶振或者无源晶振提供，频率从 4-16MHZ 不等。

当使用有源晶振时，时钟从 OSC_IN 引脚进入，OSC_OUT 引脚悬空，当选用无源晶振时，时钟从OSC_IN 和 OSC_OUT 进入，并且要配谐振电容。

HSE 最常使用的就是 8M 的无源晶振。

当确定 PLL 时钟来源的时候，HSE 可以不分频或者 2 分频，这个由时钟配置寄存器 CFGR 的位 17：PLLXTPRE 设置，

我们设置为 HSE 不分频。

PLL 时钟源

PLL 时钟来源可以有两个，一个来自 HSE，另外一个是 HSI/2，**具体用哪个由时钟配置寄存器 CFGR 的位 16：PLLSRC 设置。**HSI 是内高速的时钟信号，频率为 8M，根据温度和环境的情况频率会有漂移，一般不作为 PLL 的时钟来源。

这里我们选 HSE作为 PLL 的时钟来源。

PLL 时钟 PLLCLK

通过设置 PLL 的倍频因子，可以对 PLL 的时钟来源进行倍频（增加多少倍的频率），倍频因子可以是:[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]，具体设置成多少，由时钟配置寄存器 CFGR的位 21-18：PLLMUL[3:0] 设置。

72M 是 ST 官方推荐的稳定运行时钟，，最高为 128M。*

我们这里设置 PLL 时钟：PLLCLK = 8M 9 = 72M。

系统时钟 SYSCLK

系统时钟来源可以是：HSI、PLLCLK、HSE，具体的时钟配置寄存器 CFGR 的位 1-0：SW[1:0] 设置。

我们这里设置系统时钟：SYSCLK = PLLCLK = 72M。

AHB 总线时钟 HCLK

系统时钟 SYSCLK 经过 AHB 预分频器分频（降低多少倍数的频率）之后得到时钟叫 APB 总线时钟，即 HCLK，

分频因子可以是:[1,2,4，8，16，64，128，256，512]，

具体的由时钟配置寄存器 CFGR 的位7-4 ：HPRE[3:0] 设置。

APB2 总线时钟 PCLK2

APB2 总线时钟 PCLK2 由 HCLK 经过高速 APB2 预分频器得到，分频因子可以是:[1,2,4，8，16]，

具体由时钟配置寄存器 CFGR 的位 13-11：PPRE2[2:0] 决定。

APB1 总线时钟 PCLK1

APB1 总线时钟 PCLK1 由 HCLK 经过低速 APB 预分频器得到，分频因子可以是:[1,2,4，8，16]，

**具体的由时钟配置寄存器 CFGR 的位 10-8：PRRE1[2:0] 决定。**PCLK1 属于低速的总线时钟，最高为 36M。

总结小表

系统时钟（按调配顺序排列）	作用	由GFGR控制端
HSE 高速外部时钟信号	外部时钟源	CFGR 的位 17：PLLXTPRE
PLL 时钟源	处理HSE后的时钟源	CFGR 的位 16：PLLSRC
PLL 时钟 PLLCLK	对 PLL 的时钟来源进行倍频	CFGR的位 21-18：PLLMUL[3:0]
系统时钟 SYSCLK	处理HSI、PLLCLK、HSE后的时钟源	CFGR 的位 1-0：SW[1:0]
AHB2 总线时钟 HCLK	对PCLK2进行分频处理	CFGR 的位 13-11：PPRE2[2:0]
APB1 总线时钟 PCLK1	对PCLK1进行分频处理	CFGR 的位 10-8：PRRE1[2:0]

设置系统时钟库函数

static void SetSysClockTo72(void)
2 {
3 __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
4
5 // 1.使能 HSE，并等待 HSE 稳定
6 RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);
7
8 // 等待 HSE 启动稳定，并做超时处理
9 do {
10 HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
11 StartUpCounter++;
12 } while ((HSEStatus == 0)
13 &&(StartUpCounter !=HSE_STARTUP_TIMEOUT));//判断是否正常响应（不能超时）
14
15 if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET) {
16 HSEStatus = (uint32_t)0x01;
17 } else {
18 HSEStatus = (uint32_t)0x00;
19 }
20 // HSE 启动成功，则继续往下处理
21 if (HSEStatus == (uint32_t)0x01) {
22
23 //-----------------------------------------------------------
24 // 使能 FLASH 预存取缓冲区 */
25 FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;
26
27 // SYSCLK 周期与闪存访问时间的比例设置，这里统一设置成 2
28 // 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，
29 // 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
30 // 0：0 < SYSCLK <= 24M
31 // 1：24< SYSCLK <= 48M
32 // 2：48< SYSCLK <= 72M */
33 FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
34 FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;
35 //------------------------------------------------------------
36

37 // 2.设置 AHB、APB2、APB1 预分频因子
38 // HCLK = SYSCLK
39 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
40 //PCLK2 = HCLK
41 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;
42 //PCLK1 = HCLK/2
43 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;
44
45 // 3. 设置 PLL 时钟来源，设置 PLL 倍频因子，PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz
46 RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)
47 ~(RCC_CFGR_PLLSRC
48 | RCC_CFGR_PLLXTPRE
49 | RCC_CFGR_PLLMULL));
50 RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE
51 | RCC_CFGR_PLLMULL9);
52
53 // 4. 使能 PLL
54 RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
55
56 // 5.等待 PLL 稳定
57 while ((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) {
58 }
59
60 // 6.选择 PLL 作为系统时钟来源
61 RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
62 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;
63
64 // 7.读取时钟切换状态位，确保 PLLCLK 被选为系统时钟
65 while ((RCC->CFGR&(uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08){
66 }
67 } else {// 如果 HSE 启动失败，用户可以在这里添加错误代码出来
68 }
69 }

其他时钟

通过对系统时钟设置的讲解，整个时钟树我们已经把握的有六七成，剩下的时钟部分我们讲解几

个重要的。

A**、USB** 时钟

USB 时钟是由 PLLCLK 经过 USB 预分频器得到，分频因子可以是：[1,1.5]，具体的由时钟配置寄存器 CFGR 的位 22：USBPRE 配置。USB 的时钟最高是 48M，根据分频因子反推过来算，PLLCLK 只能是 48M 或者是 72M。一般我们设置 PLLCLK=72M，USBCLK=48M。USB 对时钟要求比较高，所以 PLLCLK 只能是由 HSE 倍频得到，不能使用 HSI 倍频。

B**、Cortex** 系统时钟

Cortex 系统时钟由 HCLK 8 分频得到，等于 9M，Cortex 系统时钟用来驱动内核的系统定时器 SysTick，SysTick 一般用于操作系统的时钟节拍，也可以用做普通的定时。

C**、ADC** 时钟

ADC 时钟由 PCLK2 经过 ADC 预分频器得到，分频因子可以是 [2,4,6,8]，具体的由时钟配置寄存器 CFGR 的位 15-14：ADCPRE[1:0] 决定。很奇怪的是怎么没有 1 分频。ADC 时钟最高只能是 14M，如果采样周期设置成最短的 1.5 个周期的话，ADC 的转换时间可以达到最短的 1us。如果真要达到最短的转换时间 1us 的话，那 ADC 的时钟就得是 14M，反推 PCLK2 的时钟只能是：28M、56M、84M、112M，鉴于 PCLK2 最高是 72M，所以只能取 28M 和 56M。

D**、RTC** 时钟、独立看门狗时钟

RTC 时钟可由 HSE/128 分频得到，也可由低速外部时钟信号 LSE 提供，频率为32.768KHZ，也可由低速内部时钟信号 LSI 提供，具体选用哪个时钟由备份域控制寄存器 BDCR 的位 9-8：RTCSEL[1:0] 配置。独立看门狗的时钟由 LSI 提供，且只能是由 LSI 提供，LSI 是低速的内部时钟信号，频率为 30~60KHZ 直接不等，一般取40KHZ。

E**、MCO** 时钟输出

MCO 是 microcontroller clock output 的缩写，是微控制器时钟输出引脚，在 STM32 F1系列中由 PA8 复用所得，主要作用是可以对外提供时钟，相当于一个有源晶振。MCO的时钟来源可以是：PLLCLK/2、HSI、HSE、SYSCLK，具体选哪个由时钟配置寄存器CFGR 的位 26-24：MCO[2:0] 决定。除了对外提供时钟这个作用之外，我们还可以通过示波器监控 MCO 引脚的时钟输出来验证我们的系统时钟配置是否正确

配置系统时钟实验

#include "bsp_clkconfig.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

/*
 * 使用HSE时，设置系统时钟的步骤
 * 1、开启HSE ，并等待 HSE 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：User_SetSysClock(RCC_PLLMul_9);  则设置系统时钟为：8MHZ * 9 = 72MHZ
 *       User_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)
    {
    }
  }
}

/*
 * 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 = 36MHZ
 *       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稳定
	while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSIRDY) == RESET)
	{
	}	
  // 读取 HSI 就绪状态
	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2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HSI，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)
    {
    }
  }
}

用LED灯验证是否时钟配置成功或者用逻辑分析仪

main函数的验证

  /******************************************************************************
  * 实验平台:野火 F103-指南者 STM32  开发板  
******************************************************************************
  */
/* 
 * 配置MCO引脚：PA8 对外提供时钟，最高频率不能超过IO口的翻转频率50MHZ
 * MCO 时钟来源可以是：PLLCLK/2 ,HSI,HSE,SYSCLK
 */
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_clkconfig.h"
#include "bsp_mcooutput.h"

//  软件延时函数，使用不同的系统时钟，延时不一样
void Delay(__IO u32 nCount); 

/**
  * @brief  主函数
  * @param  无  
  * @retval 无
  */
int main(void)
{	
	// 程序来到main函数之前，启动文件：statup_stm32f10x_hd.s已经调用
	// SystemInit()函数把系统时钟初始化成72MHZ
	// SystemInit()在system_stm32f10x.c中定义
	// 如果用户想修改系统时钟，可自行编写程序修改
	
	// 重新设置系统时钟，这时候可以选择使用HSE还是HSI
	
	// 使用HSE时，SYSCLK = 8M * RCC_PLLMul_x, x:[2,3,...16],最高是128M
	//HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_9);
	
	// 使用HSI时，SYSCLK = 4M * RCC_PLLMul_x, x:[2,3,...16],最高是64MH
	HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_2);//现在系统时钟频率为8MHZ
	
	// MCO 引脚初始化
	MCO_GPIO_Config();
	
	// 设置MCO引脚输出时钟，用示波器即可在PA8测量到输出的时钟信号，
	// 我们可以把PLLCLK/2作为MCO引脚的时钟来检测系统时钟是否配置准确
	// MCO引脚输出可以是HSE,HSI,PLLCLK/2,SYSCLK	
	//RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSE);	             	        
	//RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSI);	                   
	//RCC_MCOConfig(RCC_MCO_PLLCLK_Div2);    	
	RCC_MCOConfig(RCC_MCO_SYSCLK);		      
	
	// LED 端口初始化
	LED_GPIO_Config();
	while (1)
	{
		LED1( ON );			  // 亮
		Delay(0x0FFFFF);
		LED1( OFF );		  // 灭 
		Delay(0x0FFFFF);		
	}
}


//  软件延时函数，使用不同的系统时钟，延时不一样
void Delay(__IO uint32_t nCount)	
{
	for(; nCount != 0; nCount--);
}







/*********************************************END OF FILE**********************/

逻辑分析仪的验证