STM32时钟系统
一、复位
复位也就是重启，使系统回到初始状态；
复位的三种形式：上电复位，系统复位和备份区复位；
系统复位；除了时钟控制器RCC-CSR寄存器中的复位标志位和备份区域中的寄存器以外，系统复位将复位所以的寄存器至他们复位状态；
当触发以下事件时，将会产生一个系统复位：
1.NRST引脚上的低电平（外部复位）；
2.窗口看门狗计数终止（WWDG复位）；
3.独立看门狗计数终止（IWDG复位）；
4.软件复位（SW复位）；
5.低功耗管理复位；
二、时钟CLK
2.1时钟的简介
对于单片机来说，时钟是具有周期性的脉冲信号，最常用的是占空比为50%的方波；
时钟相当于单片机的心脏，想要使用单片机的外设，必须开启相应的时钟，驱动外设的本质是操作寄存器，而寄存器是由D触发器构成的，而触发器需要时钟才能改写值，所以要想操作寄存器必须开启对应外设的时钟；
对于cpu来说，假设 cpu在一个时钟周期内执行一条指令(二进制代码)，若时钟频率越高，而时钟等于1/f为频率的倒数，则时钟周期更短，在相同的时间内CPU可以执行更多的指令，CPU运行速度更快；
时钟的走向及关系很重要；
STM32时钟系统主要的目的是给相对独立的外设模块提供时钟，也是为了降低整个芯片的功耗，所以外设的时钟默认都是关闭状态，当我们要使用某个外设就要开启这个外设的时钟，不同外设所需的时钟频率也不同，没必要所有外设都用高速时钟造成浪费，而且有的外设也接受不了这么高的频率，这也就是为什么STM32有四个时钟源的原因，就是兼容不同速度的外设，STM32的四个时钟源:HSE,HSI,LSE.LSI
2.2时钟分类
2.2.1 HSI振荡器时钟（内部高速时钟）；
2.2.2HSE振荡器时钟（外部高速时钟）；
来源：HSE外部高速时钟信号由俩种方式产生：
1.HSE外部晶体/陶瓷谐振器；
2.HSE外部用户晶体
作用:可不分频或2分频作为PLL锁相环的输入，还可以直接不分频作为系统时钟输入，128分频作为外设RTC时钟的输入，为了减少时钟输出的失真和缩短启动稳定时间，晶体/陶瓷谐振器和负载电容器必须尽可能地靠近振荡器引脚。负载电容值必须根据所选择的振荡器来调整。
控制：参考手册；
2.2.3PLL时钟（锁相环）
来源：PLL的设置（选择HSI振荡器除2或者HSE振荡器为PLL的输入时钟，和选择倍频因子）必须在其被激活前完成，一旦PLL被激活，这些参数就不能被改动；
作用：内部PLL可以用来倍频HSI RC的输出时钟或者HSE晶体输出时钟，倍频后的PLLCLK可以作为系统时钟源；
如果PLL中断在时钟中断寄存器里被允许，当PLL这准备就绪时，可产生中断申请；
2.2.4 40KHZ的内部低速RC（RC振荡器）
来源：内部芯片，LSI RC担任了一个低功耗时钟源的角色，它可以在停机和待机模式下保存运行，为独立看门狗和自动唤醒单元提供时钟
作用：可用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC；
控制：参考手册；
*RTC用于从停机或者休眠模式下自动唤醒系统；
2.2.5 32.768KHZ低速外部晶体
来源：LSE晶体是一个32.768Khz的低速外部晶体或者陶瓷谐振器，它为实时时钟或者其他定时功能提供了一个低功耗且精确的时钟源；
作用：用来通过程序选择驱动RTC；
控制：参考手册；
当不被使用的时候任何时钟源可被独立的关闭或者启动；
2.2.6系统时钟
系统时钟：SYSCLK，最高位72M；
来源：HSI,HSE,PLLCLK;
控制：SW,CFGR;
*通常配置：SYSCLK=PLLCLK=72M；
SYSCLK时钟源：
通常配置：
2.2.7HCLK时钟
HCLK：AHB高速总线时钟，速度最高位72M;
作用：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）；
来源：系统时钟分频得到，一般设置HCLK=SYSCKL=72M；
控制：寄存器控制（参考手册）；
2.2.8PCLK1
PCLK1：APB1低速总线时钟，最高位36M；
作用：为APB1总线的外设提供时钟。1或2倍频后为APB1总线的定时器2-7提供时钟，最大位72M；
来源：HCLK分频的来，一般配置位PCLK1=HCLK/2=36M;
2.2.9PCLK2
PCLK2：APB2高速总线时钟，最高为72MHZ；
作用：为APB2总线的外设提供时钟，为APB2总线定时器1和8提供时钟，最大为72M，还有一路输出供给ADC使用；
来源：HCLK分频的来，一般配置为PCLK2=HCKL=72M;
控制：参考手册；
2.2.10RTC时钟
RTC时钟：为内部的RTC外设提供时钟；
来源：HSE_RTC分频的来，LSE，LSI；
控制：RCC备份控制寄存器（参考手册）；
2.2.11独立看门狗时钟：
IWDGCLK，LSI提供；
2.2.12时钟安全系统CSS
2.2.13MOC时钟
MOC：微控制器时钟输出引脚；由PA复用所得，可以把时钟信号输出供外部使用，也可以用示波器检测时钟信号的参数（峰峰值，频率等）
来源：PLLCLK/2,HSE,HSI,SYSYCLK
控制：MCO;
2.2.14时钟树
3.时钟配置函数
3.1系统时钟初始化过程
打开之前创建的工程，系统启动.s的汇编文件后；
启动上电后，执行启动文件（汇编代码编写）中的复位程序；
执行复位程序：1.调用Systemlnit系统初始化函数完成系统时钟的配置；
2.调用_main函数初始化堆栈指针，然后在调用C库函数main函数，去到C语言的世界；
所以跳转到C语言的main函数时，已经完成了系统时钟SYSCLK的配置；
首先执行的是SystemInit系统初始化函数；
SystemInit系统初始化的功能：设置微控制器系统
* 初始化嵌入式闪存接口和 PLL，并更新
* 系统核心时钟变量。
查看SystemInit内容，右击选择go to 前往
*
对寄存器进行操作，官方固件库提供的函数，实现的时候通过寄存器进行操作，把寄存器操作封装好，提供给用户使用，我们使用时候，只需要调动函数就行了，一般我们不会修改时钟，我们想要修改，就通过修改初始化函数中，该寄存器设置的一些值，来修改它的时钟源和分配系数；
分析：
RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;将RCC指向的寄存器CR或等（|=）于0x00000001;，把CR寄存器第0位置1，复位RCC时钟，使能了内部高速时钟；
/* 将 RCC 时钟配置重置为默认重置状态（用于调试） */
/* 设置 HSION 位 */
/* Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits */
#ifndef STM32F10X_CL
RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000;
#else
RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000;
#endif /* STM32F10X_CL */
/* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */
RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;
/* Reset HSEBYP bit */
RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;
/* Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE bits */
RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF;
#ifnde通过条件编译的写法，如果定义了CL（互联型产品）就执行CL后面的代码，否则就执行后面的代码，CL代表互联型成品，我们选择的不是互联型所以执行
RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000;&= （把后面的清0）
0XF0FF0000（一个十六进制位等于四个二进制位）=11110000111111110000000000000000
位10：00即选择HS1作为系统时钟；位32即判断时钟状态
第一位SW相对时钟树种SW选择时钟源对应：
第二位十六进制0对应二进制0000，对应 10987654
代表AHB的预分频选择SYSCLK不分频；
低速APB1预分配：0XX HCLK也不分频
static void SetSysClock(void)
{
#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE
SetSysClockToHSE();
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz
SetSysClockTo24();
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz
SetSysClockTo36();
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz
SetSysClockTo48();
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz
SetSysClockTo56();
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
SetSysClockTo72();
#endif
通过条件编译的方式来确定时钟源的：如果定义了SYSCLK_FREQ_HSE则执行这个 SetSysClockToHSE();
如何确定走的是那条分支，通过鼠标右击跳转的方式来判断是否定义了；
最后经过尝试发现定义了是72KHZ的；
所以我们go to跳转到这个函数：
分析：在这个函数中设置了系统时钟；
开启了外部的高速时钟，使能了HSE；
RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);等待外部高速时钟已经准备好退出，等待HSE就绪并作超时处理；
do
{
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
StartUpCounter++;
} while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));如何使能：
if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
{
/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;
/* Flash 2 wait state */
FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;
/* HCLK = SYSCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
/* PCLK2 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;
/* PCLK1 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;
使能预取指CPu在FLASH取代码
FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;设置俩个等待周期
/* Flash 2 wait state */
FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2; HCLK设置没有分频
PCLK2设置等于HCLK也没有分频
PCLK1,2分频
条件编译如果定义了是互联网产品则执行前面代码，如果不是执行后面代码；我们这里选择的不是互联网产品，所以执行后面的代码
#ifdef STM32F10X_CL
/* Configure PLLs ------------------------------------------------------*/
/* PLL2 configuration: PLL2CLK = (HSE / 5) * 8 = 40 MHz */
/* PREDIV1 configuration: PREDIV1CLK = PLL2 / 5 = 8 MHz */
RCC->CFGR2 &= (uint32_t)~(RCC_CFGR2_PREDIV2 | RCC_CFGR2_PLL2MUL |
RCC_CFGR2_PREDIV1 | RCC_CFGR2_PREDIV1SRC);
RCC->CFGR2 |= (uint32_t)(RCC_CFGR2_PREDIV2_DIV5 | RCC_CFGR2_PLL2MUL8 |
RCC_CFGR2_PREDIV1SRC_PLL2 | RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV5);
/* Enable PLL2 */
RCC->CR |= RCC_CR_PLL2ON;
/* Wait till PLL2 is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLL2RDY) == 0)
{
}
/* PLL configuration: PLLCLK = PREDIV1 * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLMULL);
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1 | RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1 |
RCC_CFGR_PLLMULL9);
#else
/* PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
RCC_CFGR_PLLMULL));
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9);
#endif /* STM32F10X_CL */
/* Enable PLL */
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
/* Wait till PLL is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
{
}
/* Select PLL as system clock source */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;
/* Wait till PLL is used as system clock source */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08)
{
}
}
else
{ /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock
configuration. User can add here some code to deal with this error */
}
}
#endif
/**
* @}
*/
/**
* @}
*/
/**
* @}
*/
/******************* (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics *****END OF FILE****/
锁相环配置：PLLCLK=HSE*9=72MHZ；
/* PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
RCC_CFGR_PLLMULL));
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9);使能PLL；
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
等待PLL稳定；
/* Wait till PLL is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
{
}
选择PLL作为系统时钟
/* Select PLL as system clock source */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;
等待PLLCLK切换为系统时钟
/* Wait till PLL is used as system clock source */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08)
{
}
接的外部晶振是8KHZ，经过PLL九倍频后位72KHZ给到SYSCLK；