【ARM】---关于STM32F407启动后的系统时钟频率问题

　　玩STM32的时间也比较久了，最早的一直玩的是STD标准库的103系列，但是ST公司也是“与时俱进”，舍弃了当年的标准库，转而推广HAL库，反正无论怎么样把，对于STM32的使用也仅仅停留在使用阶段，底层涉入不神，我一直觉得真正的大牛们，都是趴在最底层不愿意起来的那一群，唉……底层难啊。近来由于课设要求，重新捡起来F407的板子，继续ST进阶之路。长时间不玩，对于STM32陌生了好多，这次玩板子，看的更深了点，花了一下午，终于解决了一个问题：关于板子上电以后系统时钟频率的设置问题。　　

　　以前最先用103的STD库做开发，后来搞过一段时间寄存器开发，一直都认为STM32的主流时钟频率比如72M，168M等是在启动文件里，main()函数之前SystemInit函数中设置，后来才发现目前的代码都没有对他进行设置。本人喜好寄存器版的简单粗暴，不需要添加过多的文件，直接建个工程，弄个main函数就开始跑程序了，那么问题就来了，这时候的系统时钟频率到底是多少呢，SystemInit没有对他设置，那么到底是在哪里设置了他呢，不然程序怎么能跑起来？带着这些问题，搞了一下午，也算是了解了！

　　OK，。下面，以我自己的STM32F407的板子为例进行测试说明，HSE晶振为8M，HSI为16M

　　下面是：启动文件里面的原版代码，粘来是方便大家看下，查找源码可以发现，SystemInit的代码的第一行是开启HSI时钟源，其他的基本都是复位操作，还有一些内存SRAM的设置。我们建立工程之后，直接在main中写代码，程序是可以运行的，那么这时候我的407板子的时钟是多少M呢？

 1 //启动代码中的函数
 2 Reset_Handler PROC
 3 EXPORT Reset_Handler [WEAK]
 4 IMPORT SystemInit
 5 IMPORT __main
 6 
 7 LDR R0, =SystemInit
 8 BLX R0
 9 LDR R0, =__main
10 BX R0
11 ENDP

　　我分了几个部分对这个进行测试，

　　一、确保程序可以运行,

1 int main(void)
2 {
3     u32 fre1;
4         
5     fre1 = 2;
6 }

　　建立完工程，编译无错误之后，写入上面的代码，编译通过后，load到板子里，然后开启debug，调试，通过watch窗口，查看到fre1变量的值会变成2，如下图，说明程序可以运行，fre2,fre3是测试程序时添加的变量，这里不用在意。

　　二、OK，测试程序可以跑，那么接下来开始思考，这时系统的主频是多少，我采用了，HAL库提供的一个函数HAL_RCC_GetSysClockFreq()，通过它可以得到系统主频的值。代码也是非常简单，

1 int main(void)
2 {
3     u32 fre1;
4     fre1 = 2;
5     fre1 = HAL_RCC_GetSysClockFreq();
6 }

　　将上面的程序load到板子后，继续开启debug模式，查看系统主频，结果如下，可以看到fre1最后的值是0x00F42400，通过计算器换算之后发现该值其实是16M，那也就是说此时的系统时钟频率是16M，这就让我比较奇怪了，怎么会是16M！

　　为了查看为什么此时系统时钟的值是16M，我查看了以下此时RCC中关于时钟配置的寄存器的值，如下图

　　先来说CFGR寄存器，因为要查看的是系统时钟，那么就要搞清楚目前系统时钟的来源是谁，看最低两位的SW1和SW0，手册上是这样描述的！

由上图可以看到，该两位都是0，根据手册，此时的系统时钟来源是HSI，就没有HSE和PLL啥事，查阅407板载资料，HSI的时钟源是16MHZ，至此我明白了，原来此时的系统时钟，是由系统时钟HSI时钟源提供的，那么到底是不是呢，为了验证我的想法，我继续查看了CR寄存器，此时，他的值如下，可以看到此时HSION是被置位的，也就是此时开启了，HSI的时钟，那应该就没啥错了！

　　不过还有一个疑问，就是到底是谁开启了HSI时钟呢，又是在哪段代码里开启了呢，这可以说是一个不算问题的问题，但是笔者还真的试图去源码当中找过，也真的是太不认真了，后来才发现这个CR寄存器的复位值，就直接将HSION位置1了。这句是直接从手册中截图来的，也就是每一次的复位，系统硬件都会把HSION位置1，表明此时开启了HSI时钟源！

　　而且刚刚还忽略了一个严重的问题，在SystemInit()函数中，第一条代码，就是开启HSI时钟，我尝试将该行代码注释掉，发现并没有任何影响，看来确实是由硬件置位的。看到这里，问题基本被解决了一大半，此时系统的主时钟基本是有寄存器初始复位值所决定，原来搞了这么久都竟然没发现这个问题，唉，实在是太不应该，如果有像笔者一样的菜鸟的话，也在此给各位提个醒。

　　三、问题基本被搞清楚了，那么我就想，既然现在是HSI时钟源，那么晚我想将系统时钟变为其他的频率，可以吗？答案是当然，我没有直接去设置168M，而是用了简单的三行代码，将时钟源选择改为了HSE，大家看过时钟树图的都应该清楚，系统时钟的来源可以是HSE，也可以是PLL，而如果要设为高速时钟的话，肯定就需要PLL，不过我的目的仅仅是测试下修改时钟，因此也就不那么麻烦了，我添加了几行代码，如下：

 1 int main(void)
 2 {
 3     u32 fre1;
 4     fre1 = 2;
 5     fre1 = HAL_RCC_GetSysClockFreq();
 6     
 7     /*选择时钟源为HSE*/
 8     RCC->CR |= 0X1<<16;         　　 　　//开启HSE时钟
 9     while((RCC->CR & 0X1<<16) == 1);　　//等待HSERDY就绪
10
11     RCC->CFGR |= 0X1;           　　 　　//时钟源选择为HSE
12     
13     fre1 = HAL_RCC_GetSysClockFreq();
14 ｝

　　根据以上的代码，大家应该能猜到fre1的值的变化情况把，第一次为2，第二次是16M，那么第三次…………，没错就应该是8M了，结果如下：0x007a1200,经过换算，没错确实是8M，一切成功。

　　四、设置时钟主频为168M

　　玩过407的人应该都知道，407推荐主频为168M比较好，那么我们就在这里设置下他的系统主频，168M是一个高速时钟，那么我的时钟源肯定要不能直接使用HSE了，而应该使用PLL(其实PLL的源是HSE)，而系统主频的源是PLL，这三者之间的关系大家要搞清楚。在这里我们先不做大的改动，直接将PLL时钟源开启，然后将系统时钟的源选择为PLL，测试一下时钟频率是多少，代码如下：

 1 int main(void)
 2 {
 3     u32 fre1 = 0;
 4     
 5     /*选择PLL的时钟源是HSE*/
 6     RCC->PLLCFGR |= 0X1<<22;  //必需在开启PLL和HSE之前设置
 7     
 8     /*开启HSE*/
 9     RCC->CR |= 0X1<<16;    
10     while((RCC->CR & 0X1<<16) == 1);
11     
12     /*开启PLL*/
13     RCC->CR |= 0X1<<24;
14     while((RCC->CR & 0X1<<24) == 1);//等待PLLRDY准备就绪
15     
16     /*选择PLL为系统的时钟源*/
17     RCC->CFGR |= 0X2;
18     
19     FLASH->ACR = FLASH_ACR_ICEN |FLASH_ACR_DCEN |FLASH_ACR_LATENCY_5WS;  //设置FALSH预取等待时间
20     
21     fre1 = HAL_RCC_GetSysClockFreq();
22 }

　　使用PLL的源得到的系统时钟经过测试为48M，结果如下图：

　　明明没有设置过RCC_PLLCFGR的值，但是竟然还是得到了48M的时钟，原因是什么呢，跟前面一样，同样这里RCC_PLLCFGR的寄存器有个RESET值，有心的朋友可以对照着手册查看一下，该寄存器的RESET值最终能够得到pll_m = 16，pll_p = 2，pll_n = 192，计算之后同样能够的得到这个48M的时钟频率，那么如果你想要设置主频时钟为168M，那么在笔者的代码基础上修改一下PLL_CFGR寄存器的值，应该就可以解决所有的问题了，着重提醒一下，当你的时钟设置为168M后，必须要设置FLASH预取等待时间，否则会有问题!

　　由于主要目的是为了测试，因此代码着实有点粗鄙不堪。不够严谨，还望各位能够见谅，这里也只是希望能够给各位分享一下，上电之后系统主频的变化。从最底层的角度来帮助分析，这样才更加清楚明了，当你底层都会了，那么无论再来什么的库都不是问题。相反，你只是停留在库的层面，这个库你会了，下次换个库，你又得花时间整！

　　个人观点，不喜勿喷，希望能给予大家帮助。